摻氣水流

水流摻氣不同於水中含氣。後者指溶解於水中、人眼看不到的那些空氣分子，含量小於當地水的飽和含氣量；前者則指由於水流湍動而摻入水中的空氣，並且以人眼可見的氣泡形態浮游於水中，水流一旦靜止，氣泡中的空氣便從水中逸出，摻氣量一般大於水的飽和含氣量。

基本介紹

• 中文名：摻氣水流
• 外文名：aerated flow

簡介

在高速水流的水氣界面附近，由於水質點湍動使空氣摻入水中而造成的一種氣液兩相流動，常發生在射流、明槽流（見無壓流）或半滿管流中（見圖）。　水流摻氣不同於水中含氣。後者指溶解於水中、人眼看不到的那些空氣分子，含量小於當地水的飽和含氣量；前者則指由於水流湍動而摻入水中的空氣，並且以人眼可見的氣泡形態浮游於水中，水流一旦靜止，氣泡中的空氣便從水中逸出，摻氣量一般大於水的飽和含氣量。
水流摻氣的主要原因是水流本身的湍動。當水流質點的湍動強度足以克服水流表

面張力時，氣水交界面上的表面波便會破碎，把空氣捲入水中，帶到界面下一定的深度，形成摻氣水流。一般認為，產生於底部的湍流邊界層到達水流表面是明槽流發生摻氣現象的起始條件。另外，水股撞擊和波浪破碎、擾動造成的表面旋渦等都會產生局部水花，形成局部摻氣現象。
摻氣水流中的空氣分布是不均勻的，具有分層流的特性，通常用描述水中氣泡輸運的擴散方程來表述。理論分析和實驗結果表明，在氣水界面附近的法向摻氣濃度分布符合正態高斯函式。
在水工建築物水力學中，人們常利用水流自然摻氣來增進泄水建築物的消能效果,並採取工程措施,人為地使水流摻氣以減輕或避免過水建築物遭受空蝕破壞。在水力機械的運行中，為減少水輪葉片的空蝕，有時亦通入空氣，不過，這會降低它的機械效率。

參考文獻

1.詞條作者：時啟燧《中國大百科全書》74卷（第二版）物理學詞條：流體力學：中國大百科全書出版社，2009-07：49頁．