本發(fā)明涉及微納米氣泡發(fā)生，特別涉及一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器及使用方法。

背景技術(shù)：

1、微納米氣泡技術(shù)作為一種新興的氣體傳遞與液體處理技術(shù)，近年來在水處理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)、船舶減阻等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。微納米氣泡通常是指直徑小于50μm的氣泡，由于其直徑遠(yuǎn)小于普通氣泡，具備許多獨特的物理和化學(xué)特性，與傳統(tǒng)氣泡相比表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。微納米氣泡具有較大的比表面積，在液體中上升速度較慢，界面ζ電位較高，同時還具備自我增壓溶解的特性，這些特性使其在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

2、目前，微納米氣泡的制備方式多種多樣，主要包括超聲空化法、溶氣釋氣法、機械剪切法、電解法和化學(xué)法等。然而，現(xiàn)有的微納米氣泡發(fā)生技術(shù)在實際應(yīng)用中仍面臨一些亟待解決的難題。例如，生成的氣泡尺寸分布不均勻；設(shè)備運行過程中能耗較高，導(dǎo)致經(jīng)濟性較差；部分發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維護成本較大等。這些問題嚴(yán)重制約了微納米氣泡技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器及使用方法，其目的是為了解決現(xiàn)有納米氣泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備運行過程中能耗較高、生成的氣泡尺寸不均勻的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，包括：

3、本體，所述本體包括依次連通的入水口、動力噴嘴、交互區(qū)以及出口通道，所述入水口用于對流體進(jìn)行加速形成射流，所述交互區(qū)呈梨形；

4、反饋通道，所述反饋通道設(shè)置有兩條，兩條反饋通道分別設(shè)置在交互區(qū)的兩側(cè)，兩條所述反饋通道的一端與動力噴嘴連通，另一端與出口通道連通，所述出口通道的下端用于浸沒于液面以使液體進(jìn)入到反饋通道內(nèi)；

5、空氣通道，所述空氣通道設(shè)置有兩條，兩條空氣通道設(shè)置在兩條反饋通道的兩側(cè)，每條所述空氣通道一端與空氣通道同側(cè)的反饋通道連通，另一端連通氣體；

6、射流附壁于交互區(qū)任一一側(cè)的壁面上，并經(jīng)過交互區(qū)的下方的引導(dǎo)，射流偏折向出口通道中與交互區(qū)附壁壁面相對的壁面上，部分射流進(jìn)入到與交互區(qū)附壁壁面相對側(cè)的反饋通道內(nèi)，附壁于交互區(qū)壁面上的射流在反饋通道內(nèi)的液體及空氣通道內(nèi)的氣體的作用下向交互區(qū)的另一壁面偏轉(zhuǎn)并對氣體進(jìn)行破碎形成微納米氣泡，微納米氣泡從出口通道噴出。

7、優(yōu)選地，各所述空氣通道內(nèi)還設(shè)置有多孔塞。

8、優(yōu)選地，所述空氣通道包括豎直段和水平段，所述豎直段一端與氣體連通，另一端與水平段連通，所述水平段的另一端連通所述反饋通道，所述多孔塞設(shè)置在所述水平段內(nèi)或豎直段的下部。

9、優(yōu)選地，所述入水口呈錐形以對流體進(jìn)行初步加速。

10、優(yōu)選地，所述交互區(qū)包括與動力噴嘴連通的第一端和與出口通道連通的第二端，所述交互區(qū)的寬度由第一端向第二端先增大后減小，且第二端的寬度大于第一端的寬度。

11、優(yōu)選地，所述出口通道具有與第二端連通的第三端和用于納米氣泡噴出的第四端，所述出口通道的寬度由第三端向第四端方向逐漸增大。

12、本申請還提供了一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器的使用方法，采用前述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，包括：

13、s10.?將兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器的下端浸于液面以下并使多孔塞部分或全部浸于液面以下，空氣通道與氣體連通的一端位于液面以上；

14、s20.將具有初速度的流體注入入水口。

15、本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

16、利用氣相和液相共同作用于射流，使得射流在反應(yīng)區(qū)內(nèi)不斷的發(fā)生偏擺，從而對氣體進(jìn)行不斷的切割、破碎以生成微米級甚至納米級的氣泡，同時，多孔塞設(shè)計能夠?qū)ξ氲臍怏w進(jìn)行分散和調(diào)節(jié)，在氣液混合的初始階段顯著降低氣泡尺寸并提升其均勻性。本申請結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能夠持續(xù)的生成粒徑更小的氣泡，提升氣泡的生成效率和均勻性。

17、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于：各所述空氣通道（16）內(nèi)還設(shè)置有多孔塞（17）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于：所述空氣通道（16）包括豎直段和水平段，所述豎直段一端與氣體連通，另一端與水平段連通，所述水平段的另一端連通所述反饋通道（15），所述多孔塞（17）設(shè)置在所述水平段內(nèi)或豎直段的下部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于：所述入水口（11）呈錐形以對流體進(jìn)行初步加速。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于：所述交互區(qū)（13）包括與動力噴嘴（12）連通的第一端和與出口通道（14）連通的第二端，所述交互區(qū)（13）的寬度由第一端向第二端先增大后減小，且第二端的寬度大于第一端的寬度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于：所述出口通道（14）具有與第二端連通的第三端和用于納米氣泡噴出的第四端，所述出口通道（14）的寬度由第三端向第四端方向逐漸增大。

7.一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器的使用方法，采用權(quán)利要求2-6任一項所述的兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種兩相振蕩射流微納米氣泡發(fā)生器及使用方法，涉及微納米氣泡發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，包括：本體，本體包括依次連通的入水口、動力噴嘴、交互區(qū)以及出口通道，入水口用于產(chǎn)生射流，反饋通道，兩條反饋通道分別設(shè)置在交互區(qū)的兩側(cè)，兩條反饋通道的一端與動力噴嘴連通，另一端與出口通道連通，空氣通道，兩條空氣通道設(shè)置在兩條反饋通道的兩側(cè)，每條空氣通道一端與空氣通道同側(cè)的反饋通道連通，另一端連通氣體；射流在反饋通道內(nèi)的液體及空氣通道內(nèi)的氣體的作用下對氣體進(jìn)行破碎形成微納米氣泡并從出口通道噴出；氣相和液相共同作用于射流，使得射流在反應(yīng)區(qū)內(nèi)不斷的發(fā)生偏擺，從而對氣體進(jìn)行不斷的切割、破碎以生成微米級甚至納米級的氣泡。

技術(shù)研發(fā)人員：張鑫鑫,朱嘉琛,唐祿博,孫平賀,陳曉斌,吳冬宇,毛純芝
受保護的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15