CN109342492A - 一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置及其实验方法，包括预热水箱、加热水箱、气腔、闪蒸上升段、溢流水箱、回流水箱、超声波发生器，超声波发生器下方连接下降管，下降管伸入预热水箱里，预热水箱的底部连通蠕动泵，蠕动泵通过软管连通盘管，盘管设置在加热水箱里，加热水箱通过注水管道及阀门连通储水容器，盘管的出口连通闪蒸段入口，溢流水箱、闪蒸上升段以及气腔自上而下依次相连，溢流水箱固定于回流水箱里，闪蒸上升段固定于回流水箱下方。本发明能够测量不同液相环境以及不同温度下气泡破裂产生液滴的行为，较好的重现核电厂事故工况下气溶胶的夹带行为。

Description

一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验 装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及的是一种模拟核事故的实验装置及其方法，具体地说是源项释放行为研究的实验装置及实验方法。

背景技术

在核反应堆发生严重事故后，例如一回路蒸汽管道出现破口事故甚至是堆芯熔毁等，可能导致反应堆一回路系统被悬浮或溶解的放射性核素污染，在自然沉降或工程安全设施的作用下，带有放射性的气溶胶会滞留在液池中。而由于衰变热的作用或压力降低，液池会沸腾产生气泡；在安全壳的过滤排放系统中，当气体注入液池中也同样会在液池中产生气泡，当气泡上升到液池表面时，其破裂产生的液滴会将液相中带有放射性的气溶胶夹带至气相中。此类夹带现象可以简单的描述为通过气力将液滴输送到气相。虽然短期而言这种由于液滴夹带而造成气溶胶来源非常弱，但是在事故后期，液池中放射性物质的浓度很高，且液滴夹带会有累计效应。因此，这种很弱但是持续性很强的夹带会产生相当可观的气溶胶。所以，对含有气溶胶条件下液滴夹带现象的研究对于核电站安全系统的设计和优化很重要。目前，液滴夹带特性的研究主要有两种方法——(1)直接通过测量液滴的质量或者质量流量来计算夹带量；(2)通过测量液滴的尺寸分布，并通过一定的转换关系得到液滴的夹带量。本发明是基于第二种方案来研究气溶胶加入的情况下液滴的夹带的测量。

前人对鼓泡池中气泡破裂产生液滴的行为已经进行了一系列的研究。但这些研究中所提到的实验装置大多采用静止液池，且都是基于单一液相环境下进行的气泡破裂实验。如“单气泡破裂产生膜液滴空间分布实验研究(马超，薄涵亮，2015)”和“Experimentalstudy of liquid carryover in a separator drum”(Prabhudharwadkar D M,More R Z,Iyer K N，2010)等文献中提到的利用鼓泡塔产生气泡并研究气泡破碎行为的实验装置。其主要工作原理为通过针孔或者孔板向静止的液池中注入气体，在液池中产生气泡，气泡上升到气液交界面后会发生破裂，对其产生的液滴进行收集和测量就能够得到液滴的尺寸和数目等一些基本信息。然而这些信息均是基于纯净液池的实验得到的，在液池性质发生改变后，如在液池中加入气溶胶，气泡破碎产生的液滴特性会发生变化。因此，现有实验数据无法描述含气溶胶的液池表面气泡破碎产生的液滴参数。而且如果基于现有实验装置直接加入气溶胶进行实验，气溶胶将在静止的液池内沉积以及结块，以致实验不准确。

文献“Film drop production as a function of bubble size(Blanchard D C,Syzdek L D，1988)”同样也是利用针孔在液池中产生气泡，与常规的鼓泡装置有一些差异，其在实验装置中考虑了溢流操作，即气泡在溢流液面产生并发生破裂，作者测量的是产生液滴的数目，因此溢流而带来的液面波动对实验结果并没有太大的影响。但是在使用高速摄影对气泡进行拍摄时，由于其是实时测量的，因此溢流液面带来的波动，会给气泡以及液滴的识别带来诸多困难，同时实验的重复性也会较差，因此不经过特殊处理的溢流操作不能够满足实验需求。

国内有许多关于鼓泡塔方面的专利，例如“一种鼓泡塔气液反应器”(公开日2015年10月21日，公开号CN204710289U)，通过气相分配器来产生直径为0.5-50mm的小气泡；以及用于化工和环保技术领域的专利“细孔筛板式鼓泡塔”(公开日2014年9月26日，公开号CN104324587A)，采用微孔通道筛板的方式产生气泡。诸多专利以及前面提及的文献都是基于孔板鼓泡的单一气泡生成方式，采用此类专利的鼓泡方式与核电站的实际情况可能有所出入(事故工况下可能会发生沸腾产生气泡)。

目前，针对于气泡破裂产生的液滴的测量主要由高速摄影法、光学阵列探针、全息成像法、沉积测量法等，沉积测量法即利用运动的微小液滴撞击到水敏试纸或者油敏试纸后得到不同的撞击图像，通过不同的转换关系能够得到粒子的真实尺寸。其较之于其他三种方法，虽然实验器具简单易得，但是实验过程中存在的变量较多，因此带来的误差也较大；全息成像技术即利用干涉和衍射原理来记录并再现物体真实的三维图像的技术，通过全息光路以及再现光路能够得到清晰的全息图像，其优缺点均很突出——能够得到完整的粒子图像但是其成本较高，实现起来也较困难；光学阵列探针，其主要是由多个光电二极管以及激光组成，粒子穿过激光时会在光电二极管上留下阴影，激光以一定的频率对通过的粒子进行扫描，就能够得到粒子的完整图像，由于该设备主要用于测量云层中的液(雾)滴，因此该设备具有特殊的结构，利用统计的方法测量多气泡可行，但是对于单气泡，其并不适用。随着科技的发展，高速摄影已经被越来越多的科研工作者用来研究气泡及其产生的液滴，该设备具有直观费用低等优点。但是在特定的情况下，其也有一定的局限性——光学测量法导致气泡存在边界阴影，这就给气泡边缘分割造成了一定的困难，并且，高温实验中，由于主体液相的蒸发而导致在液滴在壁面上的结雾问题也阻碍了该现象的可视化研究。

综上所述，目前关于气泡破裂产生液滴的研究中所用的实验装置大多是针对于纯净液池设计的，而这与实际反应堆事故工况下液相的性质不相符，事故工况下液池中含有气溶胶且不处于常温状态；而且现有装置都是通过单一方式产生气泡；在研究气泡的生成、破裂及其液滴夹带过程中所使用的高速摄影方法大多是基于常温、稳态的实验，而针对实际的运行工况的高温环境进行实验并不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供测量不同液相环境以及不同温度下气泡破裂产生液滴行为的一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置及其实验方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：包括预热水箱、加热水箱、气腔、闪蒸上升段、溢流水箱、回流水箱、超声波发生器，超声波发生器下方连接下降管，下降管伸入预热水箱里，预热水箱的底部连通蠕动泵，蠕动泵通过软管连通盘管，盘管设置在加热水箱里，加热水箱通过注水管道及阀门连通储水容器，盘管的出口连通闪蒸段入口，溢流水箱、闪蒸上升段以及气腔自上而下依次相连，溢流水箱固定于回流水箱里，闪蒸上升段固定于回流水箱下方，气腔上方的闪蒸上升段设置与闪蒸段入口相通的进口，气腔下方设置进气口，进气口连通注射泵，回流水箱的底面设置与预热水箱相通的小孔。

本发明一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置还可以包括：

1、预热水箱里设置搅拌器，搅拌器的电机位于预热水箱外部，并配备专用台架；预热水箱连接第一PID温控系统；加热水箱下端通过疏水阀及管道连通第一疏水容器，加热水箱连接第二PID温控系统；气腔上方的闪蒸上升段通过疏水取样阀连通第二疏水容器。

2、加热水箱里的水完全淹没盘管，盘管为紫铜管，且为螺旋形状。

3、闪蒸上升段的左右两侧为钢板，前后两侧为中部为空心的钢板，空心部分安装透明的PC板；溢流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其四个侧面均安装透明的PC板；回流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其面对摄像机的一面及其对侧一面安装透明的PC板，对侧一面的后方设置背光源，回流水箱里的PC板内部贴有电加热膜。

本发明一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验方法，其特征是：对预热水箱、加热水箱以及盘管进行清洗，在预热水箱中加入蒸馏水，通过蠕动泵正转，使得蒸馏水循环10-20min；对固体气溶胶进行烘干，通过烘箱烘干气溶胶颗粒，每次时间为8小时，一共进行两次；

通过超声波发生器配置气溶胶悬浮液：称取烘干后的气溶胶，同时量取蒸馏水，一起加入烧杯中，并进行搅拌，然后将其放置在超声波发生器中，时间为10min，一共进行两次，产生悬浮液，将配置好的悬浮液通入预热水箱中，并使用搅拌器实时搅拌，在此过程中使用第一PID温控系统控制箱体中溶液的温度，通过注水管道及阀门向该加热水箱中注入淹没盘管的水，将配置好的悬浮液通过蠕动泵输送到加热水箱中；

采用孔板鼓泡方式：通过预热水箱以及加热水箱的第一PID温控系统和第二PID温控系统加热，使气溶胶悬浮液达到预设的温度，对气泡及其产生的液滴进行拍摄测量，得到实验数据；改变气溶胶的浓度，重复上述操作，用以研究温度以及气溶胶对于产生的液滴的影响；

采用闪蒸产生气泡的方式：加热水箱加热至105℃，相应的预热水箱加热到50℃，改变气溶胶的浓度与温度与孔板鼓泡方式相同。

本发明的优势在于：

1、本发明采用可拆卸的气腔、孔板以及悬浮液过热与闪蒸部分的组合设计，实现了对闪蒸以及孔板鼓泡的两种气泡生成方式、不同气泡尺寸的气泡破裂行为的研究。

2、本发明通过溢流操作结合溢流口的亲水材料的设计，能够有效的解决由于高速摄影拍摄过程而带来的气液界面的区分困难以及液面波动等问题。

3、本发明利用可变频的蠕动泵的设计改变气溶胶的上升速度，使其能够适应于不同粒径气溶胶的沉积速率，使得气溶胶能够被夹带至上方的双层水箱中，同时溢流操作还能够保证液面处气溶胶实时更新，从而使得液面与液相主体的浓度相当，实现了含气溶胶液池表面气泡破碎的实验研究。

4、本发明通过对预热水箱以及加热水箱的结合来对气溶胶悬浮液加热至过热状态，能够防止其直接加热而导致的加热器附近产生气泡、气溶胶结块以及过冷沸腾等问题，实现了闪蒸沸腾方式产生气泡，更好地模拟了严重事故工况。

5、双层溢流结构加电加热镀膜设计实现了高温条件下清晰拍摄气泡破碎过程的研究需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为气腔示意图；

图3为闪蒸上升段示意图；

图4为溢流水箱示意图；

图5为回流水箱示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-5，本发明主要由三个部分组成：①气溶胶悬浮液的配置和输送部分；②悬浮液的过热和闪蒸部分；③主体实验段。所述的第一部分由预热水箱1、超声波发生器2、搅拌器3、PID温控系统4以及蠕动泵5组成。所述的气溶胶配送部分是基于两步法制作纳米流体的方法配置混合均匀的气溶胶的悬浮液，通过超声波发生器2的振动实现气溶胶颗粒的分离以及在液相中的均匀分布。配置好的悬浮液通过下降管输送至预热水箱2中。预热水箱的主体是由不锈钢材料组成，其上方装有透明的可拆卸的盖子用以观察箱体液位的高度以及气溶胶的输入。同时盖子上方开有三个尺寸合适小孔，分别用于安装搅拌器的扇叶、热电偶以及加热器。所述的搅拌器可以通过调整扇叶的转速而改变搅拌的频率以适应于不同气溶胶浓度的悬浮液，通过该搅拌器能够实现气溶胶悬浮液的长时间处于均匀稳定状态，有效避免气溶胶的沉积。为了增强搅拌效果，该搅拌器的扇叶位于液面的中下部；同时为防止电机产生的振动对气泡的生成以及破裂造成影响，为搅拌器的电机设置一个专门的台架，且距离主体台架有一定的距离。所述的PID温控系统4通过控制加热器的通断时间，从而达到液相主体温度改变的目的。该温控系统由热电偶、加热器以及交流接触器构成。热电偶的型号为K形热电偶，1级精度误差±0.3℃，作为温度的输入端与PID温控装置相连，温度的输出端则是利用交流接触器与电加热器相连。当测量温度大于设定温度的时候，交流接触器就会断开连接，此时电加热器不再工作，当由于热量随时而导致温度逐渐小于该温度的时候，交流接触器重新连接，通过交流接触的通断来控制加热的时间从而能够达到控温的目的，以保证配置的带有气溶胶的悬浮液处于预设的温度下。此部分预加热的目的是为了减小后面水浴加热的负担，同时，防止其加热温度过高而在流动过程中出现闪蒸。

配置好的具有一定的温度的稳定悬浮液可通过蠕动泵5的软管输送至盘管11，蠕动泵内无旋转部件，只是通过软管的交替性的挤压和释放来输送流体，可以有效的避免普通泵的损坏和气溶胶的沉积，同时，所述蠕动泵5具有流量精确可调的优点，可以根据气溶胶的沉降速度来调节蠕动泵的转速，进而改变循环流量，保证实验本体上升段内的气溶胶不发生沉积。

本发明的第二个部分是悬浮液的过热与闪蒸部分，该部分主要由液位计6、PID温控系统7、加热水箱8、疏水阀及管道9、注水管道及阀门10、盘管11、闪蒸段入口12组成。所述的加热水箱8是一个通过位于上方的法兰盘密闭的不锈钢水箱，该箱体的右端有一个液位计6，能够检测水箱的液位。水箱的底部开有一个疏水口9，用以实现对水位的控制，当液位确定的情况下，该疏水阀处于常闭状态。在该箱体的右端面开有一个注水口13，经过阀门向该水箱中注水，以保证能够完全淹没盘管11，在箱体的上方连接有一个安全阀，以防止箱体内压力过高而出现危险，与加热水箱类似，这里也有一套与热电偶、加热器以及接触器相连接的温控系统，可以用来控制加热水箱内水的温度。所述的盘管11位于加热水箱内，并被加热水箱内的恒温水淹没。为了研究闪蒸情况下气泡破裂行为，需要对该悬浮液进行加热，但是如果直接采用电加热器对气溶胶悬浮液进行加热，容易发生过冷沸腾，并在加热器表面产生气泡，；而且直接加热可能还会使得气溶胶发生热泳以及扩散泳从而导致气溶胶的结块。因此本发明中通过预加热与水浴加热的相结合的方式来加热气溶胶悬浮液，由于恒温水的温度较低，且热流密度较小，因此可以使闪蒸段入口处的液体达到过热状态，并在闪蒸上升段内达到闪蒸条件沸腾产生气泡。此外。为了增强换热能力并减小该水箱的尺寸，盘管11选用传热性能最好的紫铜管，并将其设计成螺旋形状，横向搅浑的存在能够增强液体与外界之间的换热，从而能够得到快速加热的目的。

为了方便研究不同的气泡直径以及不同的气泡生成方式对产生液滴的影响，所述的主体实验段采用分段组合的形式，即由可拆卸的气腔13、孔板15、闪蒸上升段17以及溢流双层结构19、20组成。

所述的主体实验段的下部为不锈钢气腔13，具体形状如图2所示，此部分主要由几块不锈钢钢板13.2组成，并在上方焊有法兰盘13.1，用以实现与上方闪蒸上升段的连接固定。孔板13.4位于气泡上升段以及气腔的法兰盘中间，钢板的上下两端装有硅胶垫，并用螺栓进行固定，能够防止该箱体漏水，。在气腔的下方有一个进气口13.3，注射泵将气体通过管道注入到该气腔中，这样就能够通过孔板鼓泡的方式在液池中产生气泡。这里所使用的可拆卸的气腔能够有效地调整气腔体积，配合不同孔径的孔板从而得到不同直径的气泡。在孔板上方的一小点距离具有两个平齐的开口，其右端为气溶胶悬浮液闪蒸段的入口12，其目的是为了将加热水箱中具有一定过热度的悬浮液输送至闪蒸上升段17，以实现闪蒸，与该开口平齐的箱体的另一端为疏水取样阀16用以检测气溶胶的真实浓度，从而确保实验的准确性。

所述的闪蒸上升段17是如图3所示的钢架结构。其左右两端分别为实心钢板17.1，前后两块铁板的中心都有一大块空心的部分17.2的钢板，利用高温玻璃胶将透明的PC板粘到前后两端的不锈钢支架上，PC板稍稍大于钢板中开口的尺寸。该部分的主要目的是为了能够观察到气泡在液相中的上浮行为。同样的，该部分的上下两端分别焊有法兰盘17.3，用以与上端双层溢流结构和下端的气腔相连接。在蠕动泵的驱动下，闪蒸上升段17内的过热悬浮液缓慢向上流动，随着高度的增加，压力下降，从而对应的饱和温度降低。当饱和温度低于过热悬浮液的温度时，气溶胶悬浮液将发生闪蒸沸腾产生气泡。通过闪蒸上升段的设计能够实现与严重事故时相似的模拟工况。

所述主体实验段的最上方是双层设计的溢流水箱。即包括溢流水箱和回流水箱。溢流水箱19的结构如图4所示，其四个侧面都是与主体段类似的不锈钢钢架19.1，用高温玻璃胶将透明的PC板粘到该钢架上，其下端焊接法兰盘19.2用以实验与回流水箱以及闪蒸上升段的固定，同时该实验段也是所述的高速摄影18的观测段。水箱的后端面装有一个平面LED光源21，为所述的高速摄影提供足够的光通量。气泡上升到溢流液面时，由于其有一定的循环流速且在表面张力的作用下，溢流界面高出壁面一定的距离，通过溢流设计能够实现高速摄影拍摄过程中由于折射率而带来的气液界面上的阴影，从而能够较好的识别气泡边缘。同时回流水箱的上端面采用亲水材料设计，可以减小液体与壁面间的接触角，避免液面波动对气泡行为的影响。

在溢流水箱19的外端面有一个较大尺寸的回流水箱20，其结构如图5所示，与溢流水箱的结构类似，其四面也是不锈钢钢架20.2焊接起来，在开口处粘上PC板，在该水箱的底部为不锈钢钢板20.3，在其中间开有一个与法兰盘内径相同的空心部分，其中间开孔20.4的尺寸和位置与法兰盘相同，在该水箱的上方是溢流水箱的法兰盘19.2，下端为闪蒸上升段的法兰盘17.3，用螺丝加以固定。该水箱的底面有一个用以与管道相连接的小孔20.1，通过重力的作用将该溶液送回预热水箱中。这样就完成了带有气溶胶的悬浮液的一次循环。此部分的目的是为了研究高温下气泡的破裂及其液滴的夹带特性，由于水会在高温下蒸发而在壁面上出现结雾现象，这就给高速摄影的测量带来了困难，因此将外层PC板内部贴上电加热膜，给回流水箱的壁面加热以保证气泡周围的温度与液相相近，从而能够有效的避免高温液体预冷而出现的凝结现象。也就为气泡破裂的可视化研究创造了可能。

在实验之前，需要对几个水箱以及盘管进行清洗，在预热水箱以及主体实验箱中加入一定量的蒸馏水，通过蠕动泵正转，使得蒸馏水在设备中循环10-20min，从而能够达到设备的清洗的目的。清洗后的蒸馏水通过疏水阀排出。

由于长期放置在空气中的气溶胶会发生结块以及潮解的现象，因此配置气溶胶悬浮液之前需要对固体气溶胶进行烘干，使用烘箱烘干一定量的气溶胶颗粒，每次时间为8小时，一共进行两次。

如图1所示，准备工作完成后，通过超声波发生器2配置一定浓度且混合均匀的气溶胶悬浮液，其具体的方法是，使用天平称取一定量处理好了的气溶胶，同时量取一定量的蒸馏水，一起加入烧杯中，并进行搅拌，然后将其放置在超声波发生器中，使其尽可能的均匀的混合，时间为10min，一共进行两次。将配置好的悬浮液加入预热水箱1中，并使用搅拌器4实现实时搅拌，用以保证溶液混合的均匀以及尽可能减少由于气溶胶的重力沉降而导致气溶胶的过多的损失。在此过程中使用PID5控制箱体中溶液的温度，由于需要对加热水箱的温度进行控制，因此，预热水箱的温度需要进行自适应性的调整。并且通过注水阀向该水箱中注入足够量的水以淹没盘管。

将配置好的较为均匀的悬浮液通过蠕动泵6输送到加热水箱中，由于此时蠕动泵的流量较小，其不会对气溶胶的性质产生较大的影响。

在与气溶胶入口段平齐的另一端有一个疏水取样阀，因为气溶胶经过一定路程，会存在损失，而进入主体实验段的浓度才是我们所需要的浓度。

首先研究孔板鼓泡的产生气泡的方式，配置一定量浓度的气溶胶悬浮液，通过预热水箱以及加热水箱的温控装置加热，使其能够达到预设的温度，对气泡及其产生的液滴进行拍摄测量，得到实验数据；改变气溶胶的浓度，重复上述操作，此步骤主要是为了研究温度以及气溶胶对于产生的液滴的影响。

在完成孔板鼓泡的方式后，采用闪蒸产生气泡的方式——即此时加热水箱加热至105℃保证该悬浮液具有一定的过热度，这也是闪蒸出现的必备条件，相应的预热水箱也需要加热到50℃，具体改变气溶胶的浓度与温度与孔板鼓泡相同。由于核电事故工况下出现的情况是沸腾鼓泡以及通气鼓泡会同时出现发生，因此单一鼓泡方式不能够较为真实的重现核电厂的实际情况，因此使用孔板鼓泡与闪蒸鼓泡同时进行的实验，并与单一鼓泡方式对比，为后期的多气泡实验奠定一定的理论和实验基础。

本发明能够实现不同气泡产生方式包括闪蒸以及孔板鼓泡，不同液相环境温度的改变以及气溶胶的加入的条件下，气泡的破裂特性以及液滴的形成。能够为反应堆事工况下气溶胶源项行为的分析提供适用性更为广泛的数据库。

Claims (6)

1.一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：包括预热水箱、加热水箱、气腔、闪蒸上升段、溢流水箱、回流水箱、超声波发生器，超声波发生器下方连接下降管，下降管伸入预热水箱里，预热水箱的底部连通蠕动泵，蠕动泵通过软管连通盘管，盘管设置在加热水箱里，加热水箱通过注水管道及阀门连通储水容器，盘管的出口连通闪蒸段入口，溢流水箱、闪蒸上升段以及气腔自上而下依次相连，溢流水箱固定于回流水箱里，闪蒸上升段固定于回流水箱下方，气腔上方的闪蒸上升段设置与闪蒸段入口相通的进口，气腔下方设置进气口，进气口连通注射泵，回流水箱的底面设置与预热水箱相通的小孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：预热水箱里设置搅拌器，搅拌器的电机位于预热水箱外部，并配备专用台架；预热水箱连接第一PID温控系统；加热水箱下端通过疏水阀及管道连通第一疏水容器，加热水箱连接第二PID温控系统；气腔上方的闪蒸上升段通过疏水取样阀连通第二疏水容器。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：加热水箱里的水完全淹没盘管，盘管为紫铜管，且为螺旋形状。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：闪蒸上升段的左右两侧为钢板，前后两侧为中部为空心的钢板，空心部分安装透明的PC板；溢流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其四个侧面均安装透明的PC板；回流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其面对摄像机的一面及其对侧一面安装透明的PC板，对侧一面的后方设置背光源，回流水箱里的PC板内部贴有电加热膜。

5.根据权利要求3所述的一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验装置，其特征是：闪蒸上升段的左右两侧为钢板，前后两侧为中部为空心的钢板，空心部分安装透明的PC板；溢流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其四个侧面均安装透明的PC板；回流水箱的主体结构为六面体钢架结构，其面对摄像机的一面及其对侧一面安装透明的PC板，对侧一面的后方设置背光源，回流水箱里的PC板内部贴有电加热膜。

6.一种用于含气溶胶的液池表面气泡破裂行为特性研究的实验方法，其特征是：对预热水箱、加热水箱以及盘管进行清洗，在预热水箱中加入蒸馏水，通过蠕动泵正转，使得蒸馏水循环10-20min；对固体气溶胶进行烘干，通过烘箱烘干气溶胶颗粒，每次时间为8小时，一共进行两次；

通过超声波发生器配置气溶胶悬浮液：称取烘干后的气溶胶，同时量取蒸馏水，一起加入烧杯中，并进行搅拌，然后将其放置在超声波发生器中，时间为10min，一共进行两次，产生悬浮液，将配置好的悬浮液通入预热水箱中，并使用搅拌器实时搅拌，在此过程中使用第一PID温控系统控制箱体中溶液的温度，通过注水管道及阀门向该加热水箱中注入淹没盘管的水，将配置好的悬浮液通过蠕动泵输送到加热水箱中；

采用孔板鼓泡方式：通过预热水箱以及加热水箱的第一PID温控系统和第二PID温控系统加热，使气溶胶悬浮液达到预设的温度，对气泡及其产生的液滴进行拍摄测量，得到实验数据；改变气溶胶的浓度，重复上述操作，用以研究温度以及气溶胶对于产生的液滴的影响；

采用闪蒸产生气泡的方式：加热水箱加热至105℃，相应的预热水箱加热到50℃，改变气溶胶的浓度与温度与孔板鼓泡方式相同。