通过离心和倾斜释放被困的Taylor气泡

在受限系统中，当量球直径大于通道尺寸的气体体积的截留会形成延展气泡，阻碍流体回路并损害性能。值得注意的是，在密封的垂直管中，如果内管半径低于毛细管长度附近的临界值，具有浮力的长气泡——称为Taylor气泡——无法上升。这种稳定上升的临界阈值由与气泡延展部分的上部帽状形状与润滑膜匹配相关的几何约束决定。制定克服此阈值并释放被困气泡的策略对于涉及狭窄液体通道的应用至关重要。有效的策略涉及利用外部力场修改匹配条件以促进气泡上升。然而，加速度条件的变化如何影响浮力驱动长气泡的运动起始尚不清楚。本研究探讨了在垂直设置中内径接近抑制气泡运动临界值的密封管内延展气泡的迁移性。探索了两种利用轴向和横向加速度变化来调节气泡运动的策略：绕其轴线的管旋转和相对于重力的管倾斜。通过修正简单垂直设置的几何约束，本研究分别基于旋转速度和倾斜角度预测了新的阈值，为修正表观重力下的气泡上升速度提供了预测。运动阈值和上升速度的实验测量与理论发展吻合良好，从而提出了在受限环境中控制和调节气泡运动的实用方法。