气液两相反应器在化工过程中的运用十分广泛,气液两相流动及传质在化工生产中也是十分重要的,研究气液传质机理及如何强化传质对气液反应器一类的传质设备优化及改进具有非常重要的意义。前人关于此类的研究主要局限于静止的液相体系,同时气泡是以大量的气泡群形式出现,在这种情况下,气泡只受到来之重力和浮力的影响。其研究内容主要是分析流体流场、计算气液传质系数及传质模型预测等。现实工业的气液传质更多是以湍流的形式出现,这种液相静止的传质研究在实际的化工生产及工程中应用很少,对工业价值的影响较小。本研究旨在探究气液传质过程中,单气泡在湍流流场中的气液传质特性及表面活性剂对传质的影响。实验在湍流的方腔流场中进行,通过高速成像技术对气泡运动进行拍照记录,利用Matlab软件处理图像,Origin等软件处理相关数据,最后得到气泡的长短轴、体积及其随时间变化关系,进一步处理得到气液传质系数,研究不同操作条件下的传质情况,分析确定有利于传质的情况。实验还研究了在此条件,表面活性剂的种类及浓度对单气泡传质的影响。实验发现,传质系数随表面活性剂浓度的增大呈先增大后减小的趋势,且在表面活性剂达到其临界浓度时传质系数达到最大,有利于传质进行。醇类活性剂的碳链长短也会对传质产生一定的影响。本文还探究了在表面活性剂下的气液传质模型,通过相关模型分析并解释了表面活性剂对气液传质的影响机理。