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《探索氣—液傳質(zhì)過程界面湍動的研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文氣—液傳質(zhì)過程界面湍動的研究姓名:于藝紅申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:余國琮20030101中文摘要傳質(zhì)過程中,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。促使界面產(chǎn)生湍動的原因,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)。研究界面湍動對完善傳質(zhì)基本理論和促進實際應(yīng)用均具有十分重要的意義。通過建立激光紋影儀光學(xué)設(shè)備對單組分吸收、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)過程中的界面湍動對流結(jié)構(gòu)
2、進行了實驗觀察。觀測結(jié)果顯示Rayleigh-B6n缸d效應(yīng)和Marangoni效應(yīng)引起的對流結(jié)構(gòu)不同,同時對流結(jié)構(gòu)還受兩相流動狀態(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)過程中若能促迸界面的對流,可顯著的增強傳質(zhì)速率。因此在研究微觀傳質(zhì)機理和尋求強化傳質(zhì)途徑時,必須考慮界面湍動的影響?;瘜W(xué)吸收過程中界面對流結(jié)構(gòu)的混沌狀態(tài)暗示在該傳質(zhì)過程中,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)時的對流結(jié)構(gòu)只與共沸物的組成有關(guān),與溫度無關(guān);而共沸物特殊的組成及傳質(zhì)機理使它的界面
3、湍動狀況較一般多組分傳質(zhì)過程要復(fù)雜,它的對流結(jié)構(gòu)與物系有著密切的聯(lián)系。通過建立降膜流動傳質(zhì)裝置,對乙醚、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)出來時引發(fā)的Marangoni效應(yīng)對傳質(zhì)系數(shù)的影響進行了考察,擬合出了增強因子F與/via的關(guān)系曲線,當(dāng)/via數(shù)大于Mac時,增強因子F隨Ma數(shù)的增加是一個漸變的過程,該變化滿足乘冪關(guān)系,進而確定了降膜傳質(zhì)下的臨界Ma數(shù)。關(guān)鍵詞:界面湍動,氣.液傳質(zhì),激光紋影僅,對流結(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