多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究（Ⅱ）电渗流动与传质特性

采用流体动力学方法模拟多孔介质内的电渗流动行为，探讨了电场强度、多孔介质的孔隙率等对填充床层中电渗流场、宏观电渗流动及传质特性的影响，并以羟基磷灰石电色谱、采用DEAE Sepharose Fast Flow为介质的离子交换电色谱及Blue Sepharose Fast Flow为介质的亲和电色谱分离过程为例将理论计算结果与实验结果进行了对比，二者吻合较好，证实了上述理论研究的正确性并显示出此方法在发展新型固-液电动分离技术中的应用前景.     

多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究（Ⅰ）多孔介质电渗流动的CFD模拟

采用周期性空间模型描述多孔介质,根据电动力学理论及计算流体动力学方法对多孔介质内的电渗流动行为进行数值模拟,得到多孔介质孔内与颗粒表面可视化的流场,并对比了多孔介质中压力场驱动与电场驱动的流体流动特性,显示出电渗在强化固体表面流体流动所具有的优势.     

色谱法测定葡萄糖果糖在制备柱上的传质和扩散系数

色谱模型对研究色谱分离过程中的传质动力学具有重要的意义。根据物料守恒原理,结合传质扩散模型推导色谱分离连续方程。假设吸附过程相平衡是线性,连续性方程推导出理论板数与流速和色谱模型参数有关。在多组不同流速条件下测定色谱柱参数,计算得到两组分的传质系数和扩散系数。分别用测定模型参数模拟脉冲实验,结果表明拟合较好。     

多孔介质内部传热传质规律的研究进展

多孔介质中的热质交换理论及其实验研究是一个涉及面广、研究难度大而又颇具工程应用价值的课题。本文对多孔介质内部传热传质规律的研究从理论和实验两方面作了简要的综述及展望,并对一些描述热质传递过程的数学模型及方程作了介绍。     

制备型电动亲和色谱吸附过程传质动力学

建立了描述电动亲和色谱分离过程吸附操作的传质方程 ,研究了人血清白蛋白 (HSA)和BlueSepharoseFastFlow (Blue)体系中Blue介质的电渗特性及其影响因素 ;测定了Blue对HSA的吸附等温线以及在不同交变电场下的动态吸附曲线 ;由模型计算得到了吸附操作的传质系数及其与电场强度和交变频率的关系 ,实验结果和计算结果均表明 ,施加交变电场有助于提高传质系数 ,从而强化吸附过程的传质 .实验结果揭示了电渗流在强化色谱介质颗粒内传质的重要作用及其在发展大规模电动色谱技术中的良好应用前景     

非饱和含湿多孔介质微波冷冻干燥过程传热传质分析

基于升华冷凝模型,对非饱和含湿多孔介质微波冷冻干燥过程作了数值计算．结果表明,干燥过程中不饱和含冰区内的冰饱和度有较大变化．通过与不考虑升华冷凝区相比较,表明升华冷凝区的存在不可忽略．     

横纹管氨水降膜吸收强化性能与传质机理

建立了氨水溶液竖直降膜层流和湍流的数学模型,推导出降膜溶液氨气吸收速率的理论公式。该公式指明可以通过提高氨水溶液喷淋密度和氨水溶液的氨气溶解度来提高氨气吸收速率。当2#横纹管管外氨水溶液喷淋密度从615kg·m-1·h-1增加到3191kg·m-1·h-1,氨气吸收速率提高了220%。在冬季保持吸收段吸收压力为0.15MPa,当氨水溶液平均温度从25℃提高到34℃,则氨气吸收速率下降了130%。在夏季维持吸收段吸收压力为0.25MPa,当氨水溶液平均温度从35℃增加到50℃,氨气吸收速率相比下降了86%。影响横纹管降膜吸收性能的一个重要参数是凹槽尺寸的综合影响因子即e2/pd。以该影响因子和管外溶液降膜Reynolds数作为自变量,建立了管外氨水溶液Sherwood数的关联式。     

多孔介质内复合对流传热传质的数值分析

采用数值方法分析了具有非均匀内热源的竖直套管中复合对流传热传质,考查内热源分布系数M和热质二浮力比N对速度、温度、浓度分布以及Nusselt数和Sherwood数的影响。结果表明：当N〉1时速度V为正,其值随N的增加而增大;当N〈-1.5时,V则先负后正。随着M增大,等温线和等浓度线分布更加密集,传热和传质过程更加明显。     

分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟

针对自然界中实际多孔介质具有的分形特性和随机性,利用中点替代算法和二值化处理构造统计上具有分形特性的随机多孔介质。分析了所构造的多孔介质盒维数与Hurst指数之间的关系。基于随机分形构造的原理,对二维实际多孔介质图像进行了重构。利用两点相关函数,分析了重构图像的结构相关性,并与实际目标多孔介质的结构特征进行比较。在与解析解对比验证的基础上,将基于二元混合理论的格子Boltzmann模型(LBM)用于模拟多孔介质内流体扩散过程。通过计算不同分形特性的二维多孔介质的有效扩散系数,研究了重构多孔介质的分形维数与有效扩散系数的关系。利用热耦合LBM模型计算多孔介质内传热过程,分析了不同的分形特性对多孔介质蓄热过程的影响。     

分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟

针对自然界中实际多孔介质具有的分形特性和随机性,利用中点替代算法和二值化处理构造统计上具有分形特性的随机多孔介质。分析了所构造的多孔介质盒维数与Hurst指数之间的关系。基于随机分形构造的原理,对二维实际多孔介质图像进行了重构。利用两点相关函数,分析了重构图像的结构相关性, 并与实际目标多孔介质的结构特征进行比较。在与解析解对比验证的基础上,将基于二元混合理论的格子Boltzmann模型（LBM）用于模拟多孔介质内流体扩散过程。通过计算不同分形特性的二维多孔介质的有效扩散系数,研究了重构多孔介质的分形维数与有效扩散系数的关系。利用热耦合LBM模型计算多孔介质内传热过程,分析了不同的分形特性对多孔介质蓄热过程的影响。     

羟基磷灰石电色谱中电渗流动与分离过程特性

在羟基磷灰石色谱上施加电场 ,发展了一种新的电色谱分离技术 .对蛋白质电泳和溶液电渗对分离特性的影响进行了实验研究 ,测量了羟基磷灰石电色谱装置中膜、膜与填充介质在不同浓度磷酸缓冲溶液和在不同电流下产生的电渗流 ,分别计算出由膜和羟基磷灰石电渗而产生的推动力 .实验结果表明电渗流量随缓冲溶液离子强度的降低和电流的增加而增加 .在施加电场的情况下 ,羟基磷灰石对牛血清白蛋白的吸附速度加快 ,动态吸附量增加 .分别考察了不同洗脱条件下电场对洗脱效果的影响 .在高浓度的洗脱溶液下 ,电渗的作用很小 ,电场的作用主要是电迁移的作用 ,可以通过选择适宜的电场方向来提高分离精度 ;在低浓度的洗脱溶液下 ,电渗的作用有效地促进了洗脱液与介质颗粒的传质 ,提高了洗脱效果 .在羟基磷灰石色谱上施加电场提高了该色谱分离过程的速率和效率 .     

干燥过程热质传递的简化模型

对多孔介质体积平均理论进行简化,得到简化的热质传递干燥模型,用一个理论式表达模型中有效扩散系数。对香蕉片千燥的研究表明,模型的预测值与实验结果相     

CAPILLARY POROUS MEDIA: INTERNAL HEAT AND MASS TRANSPORT

Transport processes in inhomogeneous bulk materials are described and experimentally investigated by means of moisture measurement by an electrolytic conductivity method.

A continuum model is used for sufficiently large regions of volume. The state and transport coefficient functions are, in this case, dependent upon the structure of the solid matrix.     

THE DIFFUSION OF WATER VAPOUR THROUGH PULP AND PAPER

ABSTRACT

The diffusion of water vapour through pulp and paper was investigated experimentally in a diffusion cell. The diffusion cell consisted of two chambers differing in relative humidity. Any given sample was placed as a banier between the two chambers. Two pulp qualities and eleven paper grades were included in the investigation. The diffusivities measured ranged from 2.1.10^-8m²/s to 5.4.10^-6m²/. Effective vapour diffusivity was found to correlate with the density of the sheet. For five of the paper or pulp grades measurements were performed a t different temperatures and relative humidities. In the range of relative humidities investigated, effective vapour diffusivity was found to be independent of relative humidity.     

乙酸甲酯水解催化精馏过程催化剂包内的传质模型(Ⅱ)效率因子的测定与计算

建立了能较客观反映流体在催化剂包内流动状况的循环式间歇恒温反应装置 ,测定了不同催化剂包尺寸和不同液体喷淋密度下的乙酸甲酯水解宏观动力学和表观速率常数 ,估算了催化剂包内径向有效扩散系数约为 9× 10 ^-8m² ·s^-1。应用本文 (Ⅰ )报的传质模型计算了催化剂包效率因子 ,与实验结果吻合较好 ,其平均偏差为 3 2 % ,最大偏差为 13 7%。     

PHENOL REMOVAL BY EMULSION LIQUID MEMBRANE: A MODIFIED DIFFUSION MODEL

A diffusion model is developed to simulated the behavior of mass transport of the solute in the emulsion liquid membrane. The solute is allowed to react reversiblely with the internal reagent, and the effective diffusivity of the solute in membrane phase is dependent on local solute concentration in membrane phase. A numerical solution is presented for the non-linear equations of this model. The results are compared with those of two previous models, and it is found that the Modified Diffusion Model represents more accurately than other earlier models.     

下喷自吸环流反应器中气-液局部相际传质模型

引言 下喷自吸环流反应器是在结合喷射、环流、自吸等优点基础上而开发出的一种新型高效反应器,开展该反应器内局部气液传质模型的研究,对于该反应器的优化设计及放大具有极重要的理论意义.多年来,经典传质理论的不足与局限都在经历不断的修正与改进.其中,激光多普勒测试在传质研究中的应用使得人们对湍流在传质中的重要性有了     

MULTIPHASE HYDRODYNAMICS AND SOLID-LIQUID MASS TRANSPORT IN AN EXTERNAL-LOOP AIRLIFT REACTOR—A COMPARATIVE STUDY

The solid-solid mass transfer performance of an external-loop airlift reactor was measured by dissolution of benzoic acid coated on nylon-6 particles, and the hydrodynamics of the gas-liquid-solid multiphase system in the airlift reactor were investigated. The solid-liquid system was designed to simulate the micro-carrier culture of animal cells, and some typical suspensions of immobilized enzyme particles.

The solid-liquid mass transfer coefficient remained constant below a superficial air velocity of 0.04 ms^-1 for the particles examined, but increased rapidly with further increase in gas velocity. Solids loading (0.3-3.5% w/w) did not affect the mass transfer coefficient in turbulent flow.

The mass transfer coefficient was correlated with energy dissipation rate in the airlift reactor. The mass transfer coefficient in stirred vessels, bubble columns, fluidized beds, and airlift reactors was compared.

Over an energy dissipation Reynolds number of 4-400, the solid-liquid mass transfer coefficient in the airlift device was comparable to that obtainable in fluidized beds. The performance of the airlift was distinctly superior to that of bubble columns and stirred tanks.     

多管环流反应器的流动和传质特性

根据动量平衡原理建立了多管气升式环流反应器 (MALR)中液体速度的理论关系式 ,给出了流动阻力系数的计算方法 ;以Higbie的渗透理论为基础提出了计算液体表面微元在相界面暴露时间的方法 ,并建立了预测体积传质系数的模型方程 .测定了空气 -水体系中MALR的体积传质系数和循环液速随两个上升管表观气速的变化规律 ,并分别将体积传质系数、循环液速的预测值与实测值进行了比较