1.1 气力提升原理

气力提升系统物理模型如图1所示。压缩空气从进气口I喷入提升管，在管内水力的作用下分裂成大量小气泡，受浮力驱使，小气泡作上升运动。随着所承受压力的减小，小气泡发生聚结形成较大体积的泰勒泡，进而推动其前端液团上移，迫使管内流体作向上运动^[17-18]。当流体流速超过临界值时，固体颗粒在其拖拽力作用下克服阻力上移至提升管内；当固体颗粒越过进气口I后，受其制约，小气泡难以聚集形成泰勒泡，之前存在的气塞效应大大减弱。此时，气-液-固混合流体的平均密度小于水而作上升运行^[19]。L₁为气-液-固三相流段，L₂为液-固两相流段。本模型在充分利用常规气举浮力做功的同时，还由于压缩空气轴向高速喷入管内，和水发生强烈的能量交换，从而兼具有射流泵效果，极大增强了气力提升性能。