气泡广泛存在于化工、环境、矿业和能源等诸多工业生产过程,其运动行为直接影响着相关工艺流程的正常和高效运行。实际上,气泡的运动行为往往伴随着气液或气液固等多相流动过程,因此对气泡运动规律的揭示和认知一直是研究的热点和难点问题。为此,本文以气泡为研究对象,通过实验研究手段,揭示气泡在纯水和固液悬浮液中的生成、脱离以及上升运动等一系列的行为过程;研究管口布置方式、管口尺寸、气体流量以及固体颗粒等因素对气泡尺寸、形态、运动速度及运动轨迹等气泡运动行为特性的影响;对比分析气泡在纯水和悬浮液中的差异。本文旨在通过系统的研究和分析,为丰富气泡行为认知和指导实际提供有价值的规律和参考。本文自行搭建了气泡在纯水和悬浮液中生成及上升运动的通用实验平台。在此基础上首先对纯水中气泡的生成、脱离及上升行为特性进行了实验观测和数据分析。研究顶部浸没、底部浸没和侧部浸没三种管口布置方式、管口尺寸和气体流量对气泡尺寸、形态、运动速度及运动路径的影响规律。通过实验研究发现:不同管口布置方式对气泡的生成形态及脱离特性产生较大影响;气泡脱离周期随着管口直径的增大而增加,随着气体流量的增加先迅速降低再趋于平缓;气泡脱离周期在顶部浸没方式时为最大,而在侧部浸没方式为最小;气泡脱离直径随着流量和管径的增加而增大,且在相同条件时,顶部浸没方式时最大,侧部浸没方式时最小;气泡长径比在侧部和底部浸没方式时随着管口直径的增大呈现先增加后减小的变化趋势;气泡长径比在侧部浸没方式时随气体流量的增加而不断增大,在底部和顶部浸没方式时随气体流量的增加而不断减小,且顶部浸没方式时气泡长径比变化更为明显;脱离管口后气泡上升运动路径呈S形轨迹;气泡垂直速度沿着上升高度呈现出先急剧增大后趋于平缓的变化规律;在相同条件下,顶部浸没方式时气泡垂直速度最大,侧部浸没方式时气泡垂直速度最小;气泡水平速度和水平位移的波动幅度会随着气体流量增大而减小。其次,在以上实验的基础上,向纯水中加入粒径为145~165μm空心玻璃微珠制备固液悬浮液,对气泡在悬浮液中的生成、脱离及上升过程进行实验研究。研究气泡在悬浮液中的行为特性,获得气泡生成及其上升过程中气泡尺寸、形态、运动速度和运动轨迹的变化规律,并与纯水中的行为特性进行比较。通过实验研究发现:悬浮液和纯水中各种因素对气泡的影响规律基本一致,但是相应的特性参数值存在着差异;悬浮液中气泡长径比在侧部管口浸没方式时要比纯水中的小,而在底部和顶部管口浸没方式时要比纯水中的大;在相同条件下,悬浮液中气泡直径和脱离周期在侧部管口浸没方式时要比纯水中的小,说明固体颗粒会促进气泡的脱离;悬浮液中气泡直径和脱离周期在底部和顶部浸没方式时要比纯水中的大,说明固体颗粒对气泡生成和脱离有抑制作用;在相同的上升高度,底部浸没方式下悬浮液中的气泡长径比整体要比纯水中的大;底部浸没方式下悬浮液中气泡在稳定后的垂直速度、水平速度和水平位移,均比纯水中的小,说明固体颗粒对气泡的运动速度和水平位移产生抑制作用。