Vol.20 No.I 储少军等：冶金格体泡沫分类的研究 ·21· 金熔体形成的泡沫类型进行观察则十分困难.因而，根据高温冶金熔体引起泡沫化的条件进 行冷态模拟实验，是一种简单易行的研究手段， 1.1多面体泡沫实验 多面体泡沫实验是在装有水溶液的有机玻璃圆筒中进行的，水溶液中加入一定量的表面 活性剂.从安置在水池底部的单孔吹嘴吹人气体(N,或Ar气)，吹嘴内径2m,气体流量 0.5~2.01/m,经一定时间，液体上方形成稳定的多面体泡沫.买验表明，在一定的吹气流量 下，泡沫层的高度和形状与圆简容器的内径有关.圆筒内径为190m时，在上述吹气流量范 围内，整个液面上可形成稳定的多面体泡沫层，如图2()所示.当圆筒内径为630mm.即溶液 图2不同内径的容器形成的多面体泡沫形态.内径(a)190mm:)630mm 液面扩大10倍时，在相同吹气流量范围内，在液面上方只形成馒头状稳定泡沫，见图2(b).因 此，“壁面效应”对多面体泡沫的形成及其稳定性有影响.这种影响实质上反映了外引气源（吹 气条件)维持的分散气泡生成速率与泡沫层破裂的自由表面积对泡沫稳定性的作用.在一定 的吹气流量下，气泡生成速率保持不变，随着圆简容器内液面面积的扩大，泡沫层上部表面发 生气泡破裂和排气的面积增大，气泡破裂速度相应增加，当其面积达到一定值时，液面上方已 不能形成覆盖整个液面的稳定泡沫层，必然收缩为具有一定自由表面积的泡沫体， 需要指出的是，泡沫层中气泡破裂速度不仅与泡沫层自由表面积有关，同时与泡沫层高 度亦有关系，其原因在于不同高度的泡沫层内，隔离气泡的液膜排液速度不同.因此，内径较 小的圆简容器液面上方形成的多面体泡沫层高度与一定的吹气流量相对应.在本实验条件范 围内，吹气量愈大，则形成的泡沫层愈高. 12球状泡沫实验· 产生球状泡沫的实验是用500,1000,1500ml的量简进行的.将双氧水加人含一定量表 面活性剂的盐酸溶液中，反应产生的O,气使量简内液 (a 体形成球状泡沫.由于析气速率不是常量，量筒内泡沫 高度变化有一最大值.均匀的泡沫体存在时间较短，接 着开始分层，在反应后期，液面上聚集一小部分由球状 泡沫转变而成的多面体泡沫，并随时间延长而逐步消 失.图3是上述发泡过程的示意图.由于形成分散气泡 的气源是内生气源（对比单孔吹嘴而言），反应过程产 生的气泡分布于容器内溶液的各个部位，因此，球状泡 图3不同反应时期的球状泡沫 (a)反应前期：(b)反应后期Vol20No．1 储少军等：冶金熔体泡沫分类 的研究 ．21． 金熔体 形成的泡沫 类型进行 观察则 十分 困难 ．因而 ，根据高 温冶金熔体 引起 泡沫化 的条 件进 行 冷态模拟 实验 ，是一种简单易行的研究手段 ． I_1 多面体泡沫 实验 多面体 泡沫 实验是 在装有 水溶液的有机玻璃圆筒中进行 的．水溶液中加入一定量的表面 活性 剂 ．从 安置 在水 池 底 部的单 孔 吹 嘴吹 入气 体 ( 或 Ar气)，吹 嘴 内径 2Tnm，气 体 流量 0．5～2．0l／rain，经一 定时间，液体上方 形成稳定 的多面 体泡沫 ．实验 表 明，在 一定的 吹气 流量 下 ，泡沫层 的高度 和形状 与圆筒容器 的内径有 关 ．圆筒 内径 为 190rl'Lrn时，在上述吹气流量 范 围 内 ，整 个 液 面 上 可 形 成 稳 定 的 多 面 体 泡 沫 层 ，如 图 2【a1所 示 ．当 圆筒 内径 为 630Innn，即 溶液 圈 2 不同内径的窖鬻形成的多面体泡沫形态．内径(a)l90mm；(5)630mlu 液 面扩 大 10倍 时，在相同 吹气流量 范围内，在液面上方只形成馒头状稳定泡沫 ，见 图 2fb1．因 此 ，壁 面效 应 对多 面体 泡沫的形成及其稳定性有影响 ．这种影 响实质上反映 了外 引气 源 (吹 气 条件)维持 的分 散气 泡生成速率 与泡沫层 破裂的 自由表面积 对泡沫稳定性 的作 用 ．在一定 的吹气 流量下，气泡 生成速率保持不变，随着 圆筒 容器 内液面面积的扩大，泡沫层上部表 面发 生气 泡 破裂 和排 气 的 面 积 增 大 ，气 泡 破 裂 速 度 相 应 增 加 ，当其 面 积 达 到 一 定值 时，液 面上 方 已 不 能形 成覆 盖整个 液面的稳定泡沫层，必然收缩为具 有一定 自由表面积的泡沫体 ． 需要 指出 的是 ，泡沫层 中气泡破裂 速度 不仅与泡沫层 自由表 面积 有关，同时与泡沫层高 度 亦有 关系 ，其原 因在于不 同高度 的泡 沫层 内，隔离气泡 的液膜排液 速度不 同 ．因此，内径较 小 的圆筒容 器液面上方形成的多面体泡沫层高度 与一 定的吹 气流量 相对应 ．在本实验条件范 围 内，吹气 量 愈 大 ，则 形 成 的 泡 沫 层 愈 高 ． 1．2球 状泡沫实验 。 产生球状泡 沫的实验是用 500，1000，1500ml的量筒进行的 ．将双 氧水 加人 含一定量表 面活’陛剂的盐酸溶 液 中，反应产 生的 0 气使量 筒内液 r 体 形成球状 泡沫 ．由于析气 速率不 是常量 ，量筒 内泡 沫 高度 变 化有一最大 值 ．均匀 的泡沫体 存在 时间较短 ，接 着 开始分层 ，在反 应后期 ，液 面上聚集 一小部分 由球 状 泡 沫转 变 而成 的多 面体 泡沫 ，并 随时 间延 长而 逐步 消 失 ．图 3是 上 述 发 泡 过 程 的示 意 图 ．由于 形 成 分 散 气 泡 的气 源是 内 生气 源 (对 比单孔 吹 嘴而 言)，反应过 程 产 生 的气泡分 布于容 器 内溶液 的各个部位 ，因此 ，球状 泡 围 3 不同反应时期的球状泡竦 (a)反应 前期 ；(b)反应 后期 维普资讯 http://www.cqvip.com