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《探究界面對流的測量及對氣液傳質(zhì)影響的研究》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、界面對流的測量及對氣液傳質(zhì)影響的研究InterfacialConvectionMeasurementandEffectonGas-liquidMassTransfer學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：陳煒指導(dǎo)教師：袁希鋼教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零零八年八月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得U天津大學(xué)U或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任
2、何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日我是愛天大的??！學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解U天津大學(xué)U有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)U天津大學(xué)U可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要在氣液和液液的傳質(zhì)過程中，由界面濃度梯度所導(dǎo)
3、致的相界面上表面張力梯度和密度梯度，會引發(fā)界面不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致界面對流。這是一種重要的界面流體力學(xué)不穩(wěn)定現(xiàn)象，對界面?zhèn)髻|(zhì)會產(chǎn)生重要影響。由表面張力梯度引發(fā)的界面湍動稱為Marangoni效應(yīng)，由密度梯度引發(fā)的界面湍動稱為Rayleigh-Bénard效應(yīng)。首先建立了一套水平氣液界面?zhèn)髻|(zhì)模擬裝置，采用粒子成像測速儀（PIV）對乙醇-水、甲酸-水、丙酮-乙酸乙酯、二硫化碳-丙酮體系解吸傳質(zhì)過程的界面對流結(jié)構(gòu)進行定量測量，得到垂直于界面的液相流場截面速度矢量信息，并進行了平均速度、渦量以及特征尺度分析。定量分析結(jié)
4、果表明了Marangoni效應(yīng)與Rayleigh-Bénard效應(yīng)對液相流場的不同作用。Marangoni效應(yīng)引發(fā)的界面切向流動對液相流場的作用主要集中在液體近界面處，在流場界面處產(chǎn)生較大的速度梯度；Rayleigh-Bénard效應(yīng)引發(fā)的界面法向流動對液相流場主體部分流動有較大影響，導(dǎo)致較大的對流漩渦。定量測量了上述實驗系統(tǒng)界面對流存在時氣液傳質(zhì)過程的液相傳質(zhì)系數(shù)，并通過液相Sh數(shù)考察了RBM效應(yīng)對傳質(zhì)過程的影響。發(fā)現(xiàn)當界面對流存在時液相Sh數(shù)顯著增加，說明Marangoni效應(yīng)和Rayleigh-Bén
5、ard效應(yīng)可以明顯強化界面?zhèn)髻|(zhì)。通過對實驗數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，得出了液相Sherwood數(shù)與Marangoni數(shù)、Rayleigh數(shù)的關(guān)系式。其計算結(jié)果與實驗結(jié)果相符合。關(guān)鍵詞：Marangoni效應(yīng)，Rayleigh效應(yīng)，氣液界面?zhèn)髻|(zhì)，速度分布，液相傳質(zhì)系數(shù)ABSTRACTInthegas-liquidandliquid-liquidmasstransferprocess,surfacetensiongradientanddensitygradientcausedbytheconcentrationgradie
6、ntcangenerateinterfacialinstabilityandultimatelyinduceinterfacialconvection,whichhasimportanteffectontheinterfacialmasstransfer.TheinterfacialconvectioninducedbysurfacetensiongradientisreferredtoasMarangonieffectandthatinducedbydensitygradientisreferredtoa
7、sRayleigh-Bénardeffect.Inthiswork,asimulatorofhorizontalgas-liquidinterfacialmasstransferprocessisfirstlyestablished.BymakinguseofParticleImageVelocimetry(PIV),aseriesofquantitativemeasurementofthevelocitydistributionsaremadefortheinterfacialconvectionsgen
8、eratedinthegas-liquidmasstransferofthebinarysystemsofethanol-water,methaneacid-water,acetone-ethylacetateandcarbonbisulfide-acetone.Velocityvectorsmeasuredinacrosssectionofliquidphaseperpendiculartotheinterfa
