气泡传质过程近界面非稳态特性及热力学研究

利用实时显微激光全息干涉测试技术 ,对运动气泡传质过程近界面的非稳态特性及浓度分布进行了实验测定 ,讨论了近界面湍动性质、稳态性质、非平衡性质及其关系 ,考察了流速、泡径、温度等因素对气泡传质过程的影响     

表面活性剂对气液传质的影响

引言在气液相际传质的研究中,有许多有关表面活性剂能降低传质膜系数的报道．Davies在其《湍动现象》一书中做了较为详细的讨论,Davies认为,少量的表面活性剂使界面产生一层附加的薄膜,这层薄膜产生的应力将阻碍表面运动．实际上,气液相际传质通常总是伴有或强或弱的界面湍动,表面活性剂不仅改变界面湍动状况,而且对近界面浓度也有较大的影响．本文利用显微激光全息干涉技术对比进行了研究．1实验1.1装置液体折射率与密度有关,只要测出物场中的折射率变化,就可得到其浓度场的信息．利用激光全息干涉技术不仅可以测定浓度场的变化…     

不同温度压力下纯水、醋酸+水、对二甲苯+醋酸+水黏度测定(英文)

The viscosities of pure water, the acetic acid + water binary system, and the p-xylene + acetic acid + water ternary system at different concentrations were determined with a rolling-ball viscometer at temperatures from 313.15 to 473.15 K and pressures from 0.10 to 3.20 MPa. The viscosity data were fitted by a correlation equation for the estimation of the mixture viscosities. The average absolute deviations (AAD) of the correlation for binary and ternary systems are 2.48% and 1.77%, respectively.     

拟塑性非牛顿流体中在线气泡聚并规律

以拟塑性羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液作为非牛顿流体,对在线上升气泡的聚并规律进行了研究。利用光电信号采集系统测定了不同高度的气泡聚并分布规律,分析了气体速度及流体性质等因素对聚并规律的影响。结果表明,在测量高度和实验气速范围内,随着高度升高,在高气速下,气泡聚并率减小,在低气速下,则先增大后减小。2种情况下,达到一定高度后均趋于恒定;在一定高度下,达到一定气速后,气泡聚并率变化较小;中低气速下,聚并率随CMC质量分数增大而减小,而在高气速下,CMC质量分数变化对聚并率影响较小。     

激光成像技术在气泡生成行为研究中的应用

针对液相中单喷嘴的气泡生成过程,采用激光成像技术结合电荷耦合器件(Charge Coupling Device, CCD)摄像机照相方法研究了甘油水溶液中的气泡生成行为,结果表明该法能够获得清晰的二维气泡放大图像. 考察了溶液浓度、气室体积、喷嘴直径和气体流量对气泡分离体积的影响,发现气泡分离体积分别随着溶液浓度和气室体积的增大而增大;在所研究的喷嘴直径(1, 1.5和2 mm)范围内,气泡分离体积随着喷嘴直径的增大而减小;气体流量对气泡分离体积的影响与喷嘴直径有关,当喷嘴直径为1和1.5 mm时,气泡分离体积随着气体流量的升高而增大,但当喷嘴直径为2 mm时,气泡分离体积随着气体流量的升高先减小后增大.     

非牛顿流体中的两并行运动气泡周围流场及气泡间相互作用的PIV研究

The flow fields surrounding two parallel moving bubbles rising from two identical orifices submerged in non-Newtonian fluid of carboxymethylcellulose (CMC) solution of three different mass concentration were measured experimentally by the use of particle image velocimetry (PIV). The influences of gas flowrate, solution mass concentration, orifice interval and the angle between two bubble centers line and vertical direction on the flow field surrounding bubbles were discussed respectively by analyzing the velocity vector, velocity contours as well as individual velocity components. The results show that the liquid velocity both in front of two bubbles and behind increases with gas flowrate duo to shear-thinning effect of previous bubbles, whereas decreases with the increase of CMC concentration due to the increase of drag force acting on bubbles. The effect of the orifice interval on the flow field around two moving bubbles becomes gradually obvious as the interval becomes closer. Moreover, two adjacent side-by-side bubbles repulse each other during rising, leading to the practical interval between them increased somewhat above the orifice interval. When the distance between bubbles is less than the orifice interval l0 mm, the interaction between two neighboring bubbles changed from mutual repellence to attraction with the decrease of the angle of the line of linking two bubble centers to the vertical direction.     

并行微通道内气液相分配规律

微反应器的集成放大对于微化工技术的工业应用具有重要意义。利用高速摄像仪对4个并行微通道内气液两相流动状况及相分配规律进行了研究,考察了气液两相流量及液相黏度对两相分布均匀性的影响。实验所用液相为含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的蒸馏水-甘油溶液,气相为氮气（N₂）。实验观察到了6种典型的两相流型。对各支通道均为弹状流情况下气泡长度和气泡速度的分布规律进行了研究。在一定气相流率下,各支通道气泡长度的相对标准偏差随液相流率的增大而增大,气泡速度的相对标准偏差值随液相流率的增大先升高到一定值然后逐渐减小。气相分配不均匀性随液相流率和黏度的增大而增大,液相分配不均匀性随液相黏度的增大而减小,气相流率的变化对于两相分布影响不明显。研究结果有助于并行微通道的结构设计与优化,以实现更为均匀的气液两相流动分配。     

三维孔喉结构微通道内液滴的破裂行为研究

利用高速摄像仪研究了三维孔喉结构微通道内液滴的破裂行为。采用不同黏度的甘油-水溶液作为分散相,含4%(质量)表面活性剂(Span 20)的矿物油作为连续相。液滴通过孔喉结构后,观察到了三种流型:球形破裂、非球形破裂和不破裂。除极低连续相毛细数的情形外,分散相黏度和两相流量的增加不利于液滴破裂,液滴的破裂位置均接近于喉道出口。研究了液滴的球形破裂,结果表明,球形破裂中子液滴平均尺寸随分散相黏度和连续相流量的增加而降低,且与两相总毛细数呈幂律关系,模型预测值与实验结果吻合良好。     

微通道内气-液两相流及并行放大的研究进展

微化工技术从基础研究到工业应用的关键步骤是过程放大。为了实现产品的高通量、易控制和连续生产,微化工过程的研究主要集中于单通道内多相流的稳定性和微通道的并行放大。对单微通道内气液两相流的流型及其对传质的影响进行了综述,阐明了微通道内气液两相流的流动稳定性和传质高效性。同时,综述了微化工技术的应用现状,证明了微化工技术在工业化应用中的潜力。此外,综述了对称并行放大和非对称并行放大2种基本并行放大方式的研究进展,对其中的流体分布及其对传质的影响进行了总结。最后,对未来的研究方向进行了展望。     

氨基酸在水溶液中扩散系数的实验研究

氨基酸在水溶液中扩散行为的研究具有非常重要的理论及指导意义。采用实时激光全息干涉法对甘氨酸、L-丙氨酸和L-缬氨酸在298.15K水溶液中的扩散行为进行了研究,计算得到了5个不同浓度下的扩散系数,并对实验结果及扩散系数的影响因素进行了分析和讨论,为进一步研究甘氨酸、L-丙氨酸和L-缬氨酸在水溶液中的扩散行为和传质机理打下了基础。