非牛顿流体中平行气泡的生成过程和聚并特征对研究气泡间相互作用机理及气液接触设备设计优化具有指导意义。本文分别采用水平集与流体体积法(CLS-VOF)和高速摄像仪分别对不同条件下非牛顿流体中气泡聚并行为进行研究,并对微通道中气泡破裂行为进行数值模拟。本文采用CLS-VOF对羧甲基纤维素钠(CMC)溶液中平行气泡生成过程中聚并行为进行模拟,并对比实验结果,证明模拟方法的有效性。分别考察了气泡聚并过程,以及溶液浓度,表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS)浓度,气体流速,喷嘴内径及喷嘴间距对气泡形变的影响。结果表明,气泡聚并前,气泡纵横比(E)随气相流速和喷嘴内径增加而增加,而CMC浓度、SDS浓度以及喷嘴间距对其影响不明显;气泡聚并之后,纵横比随CMC浓度、SDS浓度和气相流速增加而增加,随喷嘴内径增加而减小。采用CCD高速相机观测了的不同条件下气泡聚并过程,分析了平行气泡聚并原因,结果表明,平行气泡聚并的先决条件是气泡相互间的接触时间必须大于聚并所需的挤压时间;气泡聚并时流体内外流场共同作用的结果。分析了气相流速、CMC浓度、SDS浓度等因素对气泡聚并行为的影响,结果表明:气相流速对聚并概率有很大影响;表面活性剂抑制气泡聚并;CMC促进气泡聚并。喷嘴间距及喷嘴内径对气泡聚并影响不明显。另外,采用CLS-VOF法研究了不同出口夹角微通道中气泡破裂行为,结果表明,在气泡破裂过程初期随着气相流速的增加,气泡颈部厚度增加,在后期随气相流速的增加,气泡颈部厚度反而快速的减小;随聚丙烯酰胺(PAM)浓度的增加,气泡颈部厚度增加;随着气泡长度的增加或微通道出口夹角的减小,气泡破裂概率增加。