气泡穿越水–油界面时,可将下层重相水输运至上层轻相油中,并伴随液膜破裂、液柱生长与夹断等复杂界面演化过程。本文采用实验与数值模拟相结合的方法,研究了单气泡在水–油分层体系中的界面相互作用行为,并以最终留存在上层油相中的水相体积与气泡体积之比定义输运效率。实验表明,在气泡成功穿越界面的条件下,气泡–界面相互作用可分为无输运穿越和有输运穿越两类状态。基于液柱不稳定理论,并考虑油–水体系中液膜提前破裂对液柱拉伸与夹断过程的影响,提出了有效输运形成的几何判别条件和经验边界。在有输运穿越工况下,液柱夹断高度Hbr与液柱最大高度Hmax呈近似线性相关;当邦德数小于1时,输运效率随邦德数近似呈幂次增长,当气泡进入路径失稳振荡上升状态后,输运效率随Bo增大的增长趋势有所减弱,且实验数据离散性增强。本研究可为液–液萃取、乳化分散及分层流体输运中的气泡诱导跨相卷携过程提供参考。
Yu et al. (Wed,) studied this question.