气泡运动广泛存在于各种工程实际当中,如冶金、化工等,气泡运动过程中气泡本身动能、热量参数的变化以及气泡对周围液体的扰动及传热过程对实际工业的运行结果起着至关重要的作用。随着多相流领域的快速发展,气泡运动的许多问题得到解决,但气泡形态及温度的复杂性、多变性、难预测性给气泡运动的研究带来了巨大的困难,在实际工况下难以取得可靠、全面的数据信息。用数值模拟方法对气泡的流动及传热过程进行研究分析,实现了对气泡流动状态及传热效果的实时监测,对气泡的流动规律及传热特性进行了深入研究。建立了单气泡流动传热模型,以初始直径为变量,对初始直径为0.02m、0.025m、0.03m、0.035m及液体粘度为0.01pa·s条件下单气泡流动特性及传热效果进行分析研究,得出结论:较大的气泡直径能够有效的提高气泡的流动强度及传热效果。以液体粘度为变量对初始直径为0.025m及液体粘度为0.01pa·s、0.2pa·s、0.4pa·s、0.6pa·s单气泡流动特性及传热效果进行分析,研究得出结论:较大的液体粘度能够有效的提高气泡的流动强度,降低气泡的传热效果。针对非等温条件下单气泡上升过程,建立了单气泡运动的传热流动耦合模型,研究了初始温度为375K、350K、335K、320K气泡的速度、当量直径、气泡界面粘度和表面张力系数以及气泡Re、Eo、Mo的变化规律,研究结果表明:气泡最大雷诺数最分别为36974、25323、24662、24139;奥脱沃斯准数分别下降了35.3%、25.2%、16.9%、9.2%;莫顿准数上升了11.7%、8.4%、7.2%、5.0%。气泡初始温度越高,气泡越容易向椭球形及球冠形转变。针对气泡运动过程中气泡温度的难监测性,对非等温传热过程中气泡体积、初始高度、初始温度、瞬时高度及瞬时温度的变化规律进行分析研究对模拟结果中气泡体积、初始高度、初始温度、瞬时高度、瞬时温度的关系进行拟合,并建立拟合验证模型,验证结果表明:计算误差与模拟误差小于1.5%;拟合公式具备较高准确性和可靠性。为探究连续气泡在液体中的运动特性及传热规律,对连续气泡上升过程进行了数值模拟,研究了液体羽流对气泡流动及传热效果的影响以及羽流环境中气泡直径及表面张力系数对气泡流动及传热效果的影响。研究结果表明,液体羽流能够有效地提高气泡的流动强度及传热效果;羽流环境中,较大的气泡直径能够有效地提高气泡的流动及传热特性,较大的表面张力系数能够有效地降低气泡的流动及传热特性。