探索气—液传质过程界面湍动的研究

《探索气—液传质过程界面湍动的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、天津大学硕士学位论文气—液传质过程界面湍动的研究姓名：于艺红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：余国琮20030101中文摘要传质过程中，由于流体物化性质的变化，紧靠界面的液体可能产生对流，而使传质系数有很大的增加，这种现象称界面湍动。促使界面产生湍动的原因，一般归结于密度梯度引发的Rayleigh-B6nard效应和表面张力梯度引发的Marangoni效应。研究界面湍动对完善传质基本理论和促进实际应用均具有十分重要的意义。通过建立激光纹影仪光学设备对单组分吸收、解吸C02，双组分挥发，化学吸收以及共沸物挥发四种传质过程中的界面湍动对流结构

2、进行了实验观察。观测结果显示Rayleigh-B6n缸d效应和Marangoni效应引起的对流结构不同，同时对流结构还受两相流动状态、液膜厚度、温度以及物系组成的影响。垂直于界面的纹影图像直接地表明静止膜理论假设的不准确性，传质过程中若能促迸界面的对流，可显著的增强传质速率。因此在研究微观传质机理和寻求强化传质途径时，必须考虑界面湍动的影响。化学吸收过程中界面对流结构的混沌状态暗示在该传质过程中，除了化学反应引起的物质的浓度梯度外，还应当考虑传熟的作用。共沸物挥发时的对流结构只与共沸物的组成有关，与温度无关；而共沸物特殊的组成及传质机理使它的界面

3、湍动状况较一般多组分传质过程要复杂，它的对流结构与物系有着密切的联系。通过建立降膜流动传质装置，对乙醚、丙酮和异丙醇三种使表面张力降低的物质从它们的水溶液中挥发出来时引发的Marangoni效应对传质系数的影响进行了考察，拟合出了增强因子F与／via的关系曲线，当／via数大于Mac时，增强因子F随Ma数的增加是一个渐变的过程，该变化满足乘幂关系，进而确定了降膜传质下的临界Ma数。关键词：界面湍动，气．液传质，激光纹影仅，对流结构，传质效率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