所以，不能直接应用于天然河道一维泥沙计算，为此，本节采取侧向积分法推导适于天然河道总流的不平衡输沙方程即恢复饱和系数。可见，天然河道恢复饱和系数小于矩形渠道数值。而且，随河道水位变化，恢复饱和系数在平滩水位附近存在一个最小值。根据河流动力学研究，河道平滩水位的造床作用最大，因此，利用天然河道冲淤资料反算或率定恢复饱和系数可能突出反映了造床流量的效果，得到的恢复饱和系数较小。......
2025-09-29
气泡界面传质系数优化研究
【摘要】：目前，国内外对于单气泡界面传质研究较为深入，而对于高流速、高紊动下的气泡界面传质研究还处于起步阶段。式提供了计算气水两相流中气泡界面传质系数的可靠性，避免了测量气泡上升速度、气泡总面积等所产生的误差，公式所涉及的气泡平均直径和气体体积分数，参考文献［11～13］可供借鉴。
气泡界面质量输移研究最初多应用于化工、冶金及水处理行业。仅当高坝泄洪水体进入下游河道监测出水体溶解气体浓度超饱和时，气泡界面传质在水利工程中才有了一定的研究［7～9］。目前，国内外对于单气泡界面传质研究较为深入，而对于高流速、高紊动下的气泡界面传质研究还处于起步阶段。高紊动下的气泡界面传质远比单气泡界面传质研究复杂得多，气泡的数量、气泡的变形、气泡之间的聚并或破裂、气泡的上升速度等，都严重地影响气泡界面传质速率。整理大量文献，得到如下关系式：
式中：Sh＝k f d b/D f为Sherwood数；Re＝v sf d b/νf为Reynolds数；Sc＝νf/D f为Schimidt数；
为Fourier数；
为Galileo数；Γ1和Г2为几何因子；v sf为液体流速；νf为液体运动粘性系数；d b为气泡直径；D f为液体扩散系数；τ为时间；k f为气泡界面传质系数。
当气泡在泡状流中运动时，气泡必然受流场中其它气泡运动的影响，如气泡的合并或分裂，上升速度随时发生变化。基于紊动各向同性理论，根据气泡的最大上升速度和气泡密度分布［10］，对气泡表面总的扩散通量进行积分，最终得到在泡状流中，气泡界面传质系数表达式为(https://www.chuimin.cn)
式中：a为气泡比表面积（也就是气泡表面积与水气混合体体积的比值）；
为单位体积内气泡的平均直径；n i为直径等于
的气泡个数；U为两相流中流体速度；D为扩散系数；φ为气体体积分数（气体浓度）；线性量纲数l相当于气-水混合的距离；νf为液体运动粘性系数。
式（5）提供了计算气水两相流中气泡界面传质系数的可靠性，避免了测量气泡上升速度、气泡总面积等所产生的误差，公式所涉及的气泡平均直径和气体体积分数，参考文献［11～13］可供借鉴。
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2025-09-29
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