受热降膜Marangoni效应临界状态表征

采用红外热成像技术,研究了水和Na2SO4水溶液受热降膜的Marangoni效应及对降膜流动的影响。发现在降膜的流向和径向都存在热Marangoni效应,但Marangoni数却不能较好地表征Marangoni效应对液膜流动的影响程度。因而引入Marangoni效应影响因子ε。结果表明,ε能较好地表征Marangoni效应对液膜流动的影响程度,且不同溶液受热降膜存在一个近似相同的临界值(εLc)。当εLεLc,降膜流向热Marangoni效应将引起降膜明显的扰动。根据εLc值,可获得临界Marangoni数MaTc,L。     

Marangoni效应对填料塔精馏传质过程的影响

通过 4种正体系、 5种负体系的精馏实验 ,考察了Marangoni效应对填料塔中传质过程的影响。结果表明 :正体系的气相体积总传质系数KGa与组成无关 ,仅受气相流量 qG 的影响 ,可用关联式KGa =AqGB,和B =0 .94± 0 .0 4表示 ;而对负体系 ,由于Marangoni效应的存在 ,顺着液相流动方向 ,KGa逐渐减小。其关联式为KGa =AqGBMsC,B =1.0 5± 0 .0 4,C =0 .3± 0 .0 5 ,该式的平均误差约为 6%。     

气液界面Marangoni效应对传质系数的影响

在气液相际传质过程中,界面Marangoni湍动会对传质过程产生重要的影响,为此,建立了一套气液接触传质设备,以使得通过N2与异丙醇稀溶液逆流接触将液体中使表面张力降低的溶质解吸出来,从而引发Marangoni湍动,提高传质速率。发生Marangoni对流时,液相的传质系数比只依靠扩散传质而不考虑Marangoni效应时大,因此引出增强因子F这一概念,通过计算F的值即可判断Marangoni效应对传质速率影响的程度。提出了一个包括Marangoni准数的计算传质系数关联式,其计算结果与实验结果相符．     

并流降膜塔液相传质系数实验研究

水吸收含１０％ＣＯ２的混合气为体系，测定了并流降膜塔中液相传质系数与气液相流量的关系。液相传质系数与液相流量基本呈线性关系。在较低气相流量情况下，液相传质系数ｋＬ随气相流量的增加而增大，但当气相流量超过某一定值时，随着气相流量的增加反而减小。     

并流降膜式多管湿壁塔的质量传递特性

在内径为0.1 m,由38根内径为8 mm,外径为10 mm,高120 mm陶瓷管组成的多管湿壁塔中,采用SO2/NaOH和CO_2/H_2O系统,研究了20℃的气液传质速率。实验结果表明,液相雷诺数在Re_L在55~165之间,气相雷诺数Re_G在360~2 000之间,液相舍伍德数分别与Re_G的0.662次方和Re_L的0.851次方成正比;气相舍伍德数分别与Re_G的1.103Re_L的0.226次方成正比。     

气液降膜流动中液相速度波动及其传质研究

为了研究降膜流动的动力学性质及其对气液传质过程的影响,在气液逆流的不同气液流动条件下采用激光多普勒(1aser Doppler anemometer,简称LDA)测量了降膜流动的液相速度分布和瞬时速度波动.和以往假定液膜外侧为自由表面,液膜表面处剪切力为零的Nusselt模型进行了比较,LDA测量结果表明气液逆流时降膜流动的最大液相速度出现在液膜表面之内,并且是以近界面区域的速度波动为特征的流动.在相同的降膜装置中进行了乙醇稀溶液的解吸实验,液相传质系数的实验测量值是渗透理论预测值的1～2倍.实验结果表明液相界面区域的速度波动加快了气液界面的表面更新速率,减小了传质阻力,强化了气液界面的传质过程.考虑液膜波动特征对气液接触情况的影响,从气液两相接触时间的角度出发,修正了渗透理论对液相平均传质系数的预测,预测结果和实验结果相吻合.     

Marangoni效应对降膜加热流动的影响

采用红外热像仪和智能化薄膜厚度测试仪研究了垂直板上受热降膜的流动特性, 得到液膜表面温度分布、液膜宽度、液膜厚度、局部液膜厚度随时间变化关系等参数 通过对这些参数的分析,可知降膜加热流动时,液膜表面出现轴向和径向的温度梯度,由此产生的表面张力梯度引起Marangoni效应对降膜流动有着很大的影响降膜加热流动过程中,Marangoni 效应使液膜产生较大的收缩,膜厚增加,表面波动加强.     

液体降膜中Marangoni效应的研究进展

降膜过程中的Marangoni效应是当前流体传递过程与非线性理论研究领域中的热点,对产品质量具有重要影响。回顾了近几年国内外关于Marangoni效应的最新研究进展,重点介绍了有关热Marangoni效应的实验及理论研究成果,并进行了比较和分析。结果发现,Marangoni效应与体系温度和浓度变化等有关,并会影响降膜稳定性。同时,针对目前研究中存在的一些不足,提出了今后研究工作的一些建议。     

影响水平管降膜蒸发传热性能的因素

影响水平管降膜蒸发传热性能的因素齐和发，沈吟秋（大连理工大学化工学院）关键词水平管降膜；传热膜系数；浓度１引言水平管降膜蒸发器是二十余年发展起来的一种高效节能型蒸发器。目前，这种蒸发器已广泛应用于海水淡化、医药、食品、化工和致冷等工业中［１］。影响水...     

H2O2吸收SO2的降膜传质系数模型的建立

为中小型燃煤锅炉烟气脱硫提出一种以列管式并流降膜塔为脱硫反应器,H2O2溶液为脱硫剂的简便高效、无二次污染的脱硫技术.建立了气、液相传质系数模型,通过实验数据回归了降膜管传质关联式.对气、液相传质系数模型进行验证,结果显示,得出的计算结果与实验数据基本相符,这表明建立脱硫模型对基本设计参数的确定具有一定的指导意义.     

脂肪酸降膜蒸发传热研究

在垂直降膜管上进行脂肪酸混合物降膜蒸发传热的实验研究 ,分析了进料流量、热通量和操作压力等因素对传热性能的影响。建立了数学模型 ,并进行数值求解。实验结果表明 ,在层流情况下 ,流量的增加不利于传热 ,热通量和操作压力的增加对表面蒸发传热有利。将模型计算结果与实验结果比较 ,发现模型较好地预测了实验结果     

垂直管降膜蒸发传热研究进展

对垂直管降膜蒸发传热的实验研究和理论研究现状进行了综述,指出了目前研究中存在的问题,并对未来的研究方向提出建议。     

Effect of Solute‐ and Solvent‐Derived Marangoni Flows on the Shape of Polymer Films Formed from Drying Droplets

The effects of mixed solvents on the shape of films formed on a hydrophilic surface from polymer solute droplets were investigated experimentally. The film shape depended on the two solvents used, and the mixing ratio. It was also found that the flow direction was dominated by solute‐derived rather than solvent‐derived Marangoni flows. Consequently, the changes in the shape of the film could not be explained only by the Marangoni flow direction.     

Ozone Mass Transfer in Stirred Vessel

A method is proposed and a model is developed which are capable of providing a correlation of the mass transfer coefficient k_La, with stirrer speed and gas superficial velocity. The method can be adopted for deriving a correlation which can be profitably used for ozone gas–liquid reaction both for assessing the absorption regime and for the simulation of oxidation processes which evolve according to slow reaction regime.     

Marangoni效应与降膜传递过程

M arangon i效应在降膜传热、传质过程中广泛存在,并对这些过程有着显著影响。人们对M arangon i效应进行过大量的理论和实验研究。初步总结了近年来关于M arangon i效应的研究工作,并对其中的热点问题进行分析,进而展望了未来关于M arangon i效应的研究趋势。     

热管式降膜吸收器的传热传质

对热管式降膜吸收顺溶液吸收传热传质并通过热管移出吸收热的过程进行了数值研究，根据所建立的数学模型，通过求解热管加热段外壁面溶液波动降膜的动态二维偏微分方程和热管传热方程，研究了膜雷诺数，低位余热温度，输出温度等因素对传热管质过程的影响，对进一步工作提出了新的见解。     

Experimental investigation of Marangoni effect in 1-hexanol/water system

In this work, the interfacial phenomena of a single hanging drop have been observed and captured by a Schlieren optical system. The extraction fractions at different hanging times were determined. For the system without surfactant, the Marangoni effect induced by interphase mass transfer of a solute displays regular convection patterns. The addition of surfactants changed the mode of interfacial instability significantly but in different ways: SDS enhanced the mass transfer and Triton X-100 reduced the extraction fraction.     

Numerical Simulation of the Solute‐Induced Marangoni Effect with the Semi‐Lagrangian Advection Scheme

The level set method is combined with the concentration transformation method to solve the interphase mass transfer process. However, the artificial diffusion generated in the mass transfer convection term across the interface is inevitable, especially when large shape deformation is encountered at high Reynolds numbers. A semi‐Lagrangian advection scheme is introduced to overcome this disadvantage. The methyl isobutyl ketone (MIBK)‐acetic acid‐water system is adopted to study the unsteady mass transport process accompanied with the Marangoni effect of a single deformable drop ascending in the infinite continuous phase. The predicted overall mass transfer coefficients agree with experimental data very well. The configuration of Marangoni convection is revealed and its effect on the interphase mass transfer process is investigated.     

相间传质对气泡聚并过程影响的实验研究

设计了一套双气泡聚并实验系统,考察了相间传质对气泡聚并过程的影响,气相采用非相变的N2,液相为挥发性的丙酮和乙醇水溶液. 利用该系统测定了25~50℃温度下,不同组分浓度、鼓泡频率和气泡直径时气泡的聚并特性. 结果表明,相间传质诱导的Marangoni效应使聚并时间随温度升高呈先减小后增大的趋势,聚并时间的分散性在较高温度下显著增大,采用聚并效率描述气泡聚并特性更合适;聚并效率在温度升高到一定程度后开始降低并趋于最小值,该值随溶液浓度增加而减小,稳定因子可定量描述Marangoni效应;鼓泡速率和气泡直径增加1倍,最小聚并效率分别减小50%和67%.     

Influence of the Marangoni Effect on the Efficiency of Plate Columns for Binary Distillation

The main feature of a distillation process is its efficiency. The gas‐liquid bubbling layer formed on the trays and the ongoing mass‐exchange process during distillation is influenced by the change of the surface tension gradient during this mass‐exchange procedure. Binary mixtures with respect to the change of the surface tension effect can be divided into positive, negative, and neutral ones. In order to assess the effect of surface tension on mass transfer, the stabilization index quantity is applied, representing the product of the liquid phase process momentum and the surface tension gradient in the mixture of the liquid phase. One possibility to express the Marangoni efficiency enhancement ratio by experimental distillation data obtained under identical hydrodynamic conditions in two binary systems, i.e., a positive (methanol‐water) and a neutral one (methanol‐ethanol), is presented.