气泡间的相互作用所引起的聚并现象对气泡运动行为有很大的影响,气泡间的聚并行为严重阻碍了气液界面面积的增加,而液相的运行行为也会对气泡运动产生影响,增强气液传质效果的关键应基于对气泡动力学和流体流动特性的充分认识。为了减少气泡聚并传质效率对的影响,本课题采用实验研究与数值模拟相结合的方法,考察了液体粘度对气液两相流体流动特性的影响,提出了气液两相流内气泡调控手段并对其强化传质的效果进行了实验研究。利用计算流体力学与种群平衡模型相耦合（CFD-PBM）的方法研究不同液体粘度和表观气速对气泡尺寸分布、液相速度矢量及流场分布的影响。研究发现,随着表观气速与液体粘度的增加,气泡尺寸增大。液体粘度促进了气泡的聚并行为,抑制了气泡的破碎行为。随着表观气速与液体粘度的增加,气泡尺寸分布由单峰逐渐向双峰转变。表观气速的增大加剧了流体的湍动程度,而粘度的增加则减弱了流体的湍动程度,液相流场更趋于稳定。利用高速相机、粒子图像测速技术（PIV）与激光荧光诱导技术（LIF）相结合研究了气泡调控技术对气泡调控行为、气泡运动轨迹、气泡尺寸分布、气液界面面积与流体流场分布的影响。实验结果表明:通过气泡调控技术能够显著减小气泡平均尺寸,与无调控相比经3.8 mm与5.5 mm丝网构件调控后气泡Sauter平均直径分别减小了33.5%和22.2%。增加粘度导致气泡更倾向于穿过丝网构件或受到严重形变时而不破裂。提出两级调控技术,通过对气泡的多次调控能够进一步减小气泡尺寸,降低气泡再聚并概率,经两级调控与单级调控后气泡Sauter平均直径分别减小了47.1%和30.3%。安装丝网构件后,装置内丝网构件的上方和下方均形成了独立的流场分布,减小液体返混。通过气泡调控技术可实现减小气泡尺寸、延长气泡停留时间的过程强化目的,增加气泡数量、气含率与气液界面面积,有利于提高气液传质速率。借助氢氧化钠对于二氧化碳的化学吸收作用而引起的溶液p H变化的现象,通过对比气体与液体反应时间的快慢来作为判断传质效果的依据。传质实验表明:气泡调控技术能够显著减小气液反应时间,提高传质效果。气泡调控效果越好,越利于促进气液两相间的传质过程。3.8 mm丝网构件的反应时间比5.5 mm丝网构件减少了8.8%,比无丝网时减小了10.3%;两级调控比未调控时反应时间减小了22.2%。研究证明本课题提出的气泡调控技术可通过抑制气泡的聚并,增加气泡的破裂,显著增强气泡动力学行为,更新了相界面,能够有效促进气液两相的传质过程。本课题的研究工作对于深入理解气液两相流动特性、强化传质过程具有较大的科学意义,对于气液传质、反应设备的结构优化、设计开发具有广阔的工业应用价值与发展前景。