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202605014.pdf
文章编号：1672-6987（2026）05-0115-09；DOI：10. 16351/j. 1672-6987. 2026. 05. 014
张晓光，李金铭，冯闻悦，赵 莎* （青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061）
摘 要：在微藻固碳光生物反应器的曝气口上方特定位置设置切割元件，能使气泡在逸出上 升过程中被有效分割。这种做法在不额外增加能耗的前提下，可提升固碳效率。据此，本研 究通过可视化手段，实验探究了静水环境中玻璃片切割单个 CO2气泡的动力学机制，并探究了 切割片的厚度、放置位置和数量对切割过程中气泡的动力学特性的影响规律，结果表明：切割 后子气泡相比母气泡直径减小了 17%，气液接触面积增加了 12. 1%，气泡上升终速减小了 18. 2%，停留时间增加了 30%（δ=0. 15 mm，P=11 mm，S=0 mm），有利于 CO2传质；切割效 果最佳的切割片放置位置为竖直放置位置 7 mm<P2 时，气泡无法被切割。
关键词：CO2气泡；气液界面；动力学行为；切割气泡；可视化
中图分类号：O 359+. 1 文献标志码：A
引用格式：张晓光，李金铭，冯闻悦，等 . 静水中切割 CO2气泡的动力学特性研究［J］. 青岛科 技大学学报（自然科学版），2026，47（5）：115-123.
ZHANG Xiaoguang， LI Jinming， FENG Wenyue， et al. Dynamic characteristics of CO2 bubble cut in still water［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition），2026，47（5）：115-123.
Dynamic Characteristics of CO2 Bubble Cut in Still Water
ZHANG Xiaoguang，LI Jinming，FENG Wenyue，ZHAO Sha （College of Electromechanical Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266061， China）
Abstract：Installing a slice at a designated position above the aerator of a microalgae carbonfixation photobioreactor enables effective bubble breakup during the rising phase after detachment. This strategy improves carbon fixation efficiency without additional energy expenditure. Based on this concept， we experimentally explored the dynamics of a single CO ₂ bubble being segmented by a slice in stagnant water through visualization techniques. The effect of slice thickness， location， and number on bubble dynamic behaviors were analyzed. The results show that， compared with the mother bubble， the daughter bubble diameter and terminal rising velocity decreased by 17% and 18. 2% respectively， while the gas-liquid interface area and residence time increased by 12. 1% and 30% respectively （δ=0. 15 mm，P= 11 mm， S=0 mm）， which is conducive to CO2 mass transfer； The recommended slice location is 7 mm<P<11mm in the vertical direction，S2， bubble can not be cut.
Key words：CO2 bubble； gas-liquid interface； dynamic behavior； cutting bubble； visualization
收稿日期：2025-09-15
基金项目：国家自然科学基金项目（52006113）.
作者简介：张晓光（1979—），男，副教授 . * 通信联系人 .
