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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文氣—液傳質(zhì)過(guò)程界面湍動(dòng)的研究姓名：于藝紅申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：余國(guó)琮20030101中文摘要傳質(zhì)過(guò)程中，由于流體物化性質(zhì)的變化，緊靠界面的液體可能產(chǎn)生對(duì)流，而使傳質(zhì)系數(shù)有很大的增加，這種現(xiàn)象稱界面湍動(dòng)。促使界面產(chǎn)生湍動(dòng)的原因，一般歸結(jié)于密度梯度引發(fā)的Rayleigh-B6nard效應(yīng)和表面張力梯度引發(fā)的Marangoni效應(yīng)。研究界面湍動(dòng)對(duì)完善傳質(zhì)基本理論和促進(jìn)實(shí)際應(yīng)用均具有十分重要的意義。通過(guò)建立激光紋影儀光學(xué)設(shè)備對(duì)單組分吸收、解吸C02，雙組分揮發(fā)，化學(xué)吸收以及共沸物揮發(fā)四種傳質(zhì)過(guò)程中的界面湍動(dòng)對(duì)流結(jié)構(gòu)
2、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察。觀測(cè)結(jié)果顯示Rayleigh-B6n缸d效應(yīng)和Marangoni效應(yīng)引起的對(duì)流結(jié)構(gòu)不同，同時(shí)對(duì)流結(jié)構(gòu)還受兩相流動(dòng)狀態(tài)、液膜厚度、溫度以及物系組成的影響。垂直于界面的紋影圖像直接地表明靜止膜理論假設(shè)的不準(zhǔn)確性，傳質(zhì)過(guò)程中若能促迸界面的對(duì)流，可顯著的增強(qiáng)傳質(zhì)速率。因此在研究微觀傳質(zhì)機(jī)理和尋求強(qiáng)化傳質(zhì)途徑時(shí)，必須考慮界面湍動(dòng)的影響。化學(xué)吸收過(guò)程中界面對(duì)流結(jié)構(gòu)的混沌狀態(tài)暗示在該傳質(zhì)過(guò)程中，除了化學(xué)反應(yīng)引起的物質(zhì)的濃度梯度外，還應(yīng)當(dāng)考慮傳熟的作用。共沸物揮發(fā)時(shí)的對(duì)流結(jié)構(gòu)只與共沸物的組成有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)；而共沸物特殊的組成及傳質(zhì)機(jī)理使它的界面
3、湍動(dòng)狀況較一般多組分傳質(zhì)過(guò)程要復(fù)雜，它的對(duì)流結(jié)構(gòu)與物系有著密切的聯(lián)系。通過(guò)建立降膜流動(dòng)傳質(zhì)裝置，對(duì)乙醚、丙酮和異丙醇三種使表面張力降低的物質(zhì)從它們的水溶液中揮發(fā)出來(lái)時(shí)引發(fā)的Marangoni效應(yīng)對(duì)傳質(zhì)系數(shù)的影響進(jìn)行了考察，擬合出了增強(qiáng)因子F與／via的關(guān)系曲線，當(dāng)／via數(shù)大于Mac時(shí)，增強(qiáng)因子F隨Ma數(shù)的增加是一個(gè)漸變的過(guò)程，該變化滿足乘冪關(guān)系，進(jìn)而確定了降膜傳質(zhì)下的臨界Ma數(shù)。關(guān)鍵詞：界面湍動(dòng)，氣．液傳質(zhì)，激光紋影僅，對(duì)流結(jié)構(gòu)，傳質(zhì)效率ABSTRACTDuringtheprocessofmasswansfer,convectionoccurs
4、intheinterfacebecauseofthechangeofthephysicalandchemicalpropertiesofinterfacialliquid，whichinfluencethe112RSStransfercoefficient．Thisphenomenoniscalledinterfacialturbulence．Commonly,theinterfacialturbulenceisattributedtotheRayleigh-BdnardeffectinducedbydensitygradientandtheMa
5、rangonieffectinducedbysurfacetensiongradient．Theresearchoninterracialturbulenceisveryimportantforinvestigatingthebasictheoryofmasstransferandsearchingthemethodofmanufactureenhancement．Wi也thelaserSchlierendevice．theconvectivestructuresofinterfacialturbulenceinthenlasstransforp
6、rocesswerevisualizedforabsorptionanddesorptionofC02bysingle-componentsystems,volatilizationofbinarysystemsandazeotropiemixtures，aswellaschemicalabsorption．TheresultsshowthattheconvectivestructuresinducedbyRayleigh-BdnardeffectandMarangouieffectaredifferentandareinfluencedbyth
7、eflowingstateofthetwophases，theliquidfilmthickness，temperatureandcomposition．TheSchiiemnimagesverticaltotheinterfacedirectlyindicatethattheassumptionofthequietfilmtheoryisnottrue．Becausetheexistenceofconvectionintheinterfaceofmasstransferpmcess，themassIransferrateisincreased．
8、Thus，inordertostudythemasstransfermechanismandseekthemethodstointens
