无泵溴化锂制冷机组是将传统的用高品位电能驱动的溶液泵换成用低品位热能驱动的气泡泵来实现制冷目的的机组,不仅有效利用了船舶余热及工业废热,还减少了高品位能源电能的消耗。对于气泡泵来讲,其核心部件是提升管,提升管内气液两相流流型之间的转换和相变过程会对气泡泵的提升效率有较大的影响。液体添加剂(也称为界面活性剂,如正辛醇等)会通过影响溶液的表面张力等性质参数来进一步影响提升管内的流型以及气泡泵的泵起过程。本文搭建并调试气泡泵实验台,采用控制变量法,以不同的加热功率、溴化锂水溶液的浓度以及液体添加剂的浓度为变量,利用高速摄像机和红外热像仪等辅助仪器对气泡泵提升管气液两相流流型进行可视化的实验研究。实验中观察到气泡泵提升管中出现了泡状流、弹状流、段塞流、搅拌流、环状流和弹环状流等六种流型。实验研究溴化锂溶液的浓度和添加剂对提升管内流型形状、流型速度的影响规律以及泡状流—弹状流—段塞流的速度转换界限。发现,低浓度溶液较高浓度溶液的流型速度大,添加剂对泡状流和弹状流的数量和体积影响较大。降低溶液浓度和添加界面活性剂均会使泡状流—弹状流的转换速度增大,使弹状流—段塞流转换速度减小。测试分析提升管内流型的温度分布及轴向和径向上的温度变化趋势,并通过对发生器热平衡计算得出发生器产气率随溶液浓度和添加剂浓度的变化趋势。发现,弹状流下方有较长的柱形低温尾迹区,上方呈锥形的层状梯度温度分布。段塞流则是下方具有较长的锥形低温尾迹区,上方呈半圆形温度分布。环状流在径向上呈均匀的层状温度分布,弹环状流则呈沙漏型的温度分布。在轴向上,弹状流和段塞流均是气泡中心处温度最高,上方温度高于下方温度,环状流温度从下到上逐渐降低,弹环状流则是下方温度高于上方,中间液膜处温度最低;在径向上,四种流型温度变化趋势均呈抛物线状。在气泡泵泵起实验过程中,各个流型的出现和消失都对应着一定的压力和温度。通过分析气泡泵的压力随时间的变化规律,得出不同条件或参数(加热功率、溴化锂溶液浓度、添加剂浓度)对泵起过程中泵起时间、间歇段长短以及弹状流持续时间的影响规律。研究结果显示,降低溴化锂溶液浓度、提高加热功率以及添加界面活性剂均会使泵起时间提前及弹状流持续时间减少;而当添加剂浓度超过0.1%时,有相反的趋势。