第三分散相液滴增强气体吸收的一维非稳态非均相传质模型

A model for one-dimensional unsteady heterogeneous mass transfer was developed based on Danckwerts’ surface renewal theory in order to describe the mass transfer enhancement of absorption process for a slightly soluble gas in a gas-liquid-liquid system. The model accounts for the mass transfer resistance within the dispersed phase and the effect of emulsion viscosity on mass transfer. An analytical solution for enhancement factor was obtained by Laplace domain transformation. The absorption rates of carbon dioxide in the dodecane-in-water and castor oil-in-water systems were measured in a thermostatic reactor, and the enhancement factors were calculated at different volume fractions of dispersed phase and stirrer speeds. The model predictions agree well with the experi-mental data.     

T型微通道内浆料体系中气泡的生成动力学

实验研究了T型微通道内浆料体系中弹状气泡的生成动力学,重点考察了颗粒粒径的影响。气泡的生成过程可划分为四个阶段：填充阶段、挤压阶段、过渡阶段和快速夹断阶段。在填充阶段、挤压阶段和快速夹断阶段,气泡最小颈部宽度与时间呈幂律关系。在过渡阶段,气泡最小颈部宽度与时间呈线性关系。浆料体系中气泡的挤压阶段和过渡阶段随颗粒粒径的减小而缩短。连续相流量及颗粒粒径对填充阶段幂律指数无显著影响;挤压阶段和快速夹断阶段的幂律指数以及过渡阶段的线性斜率均随颗粒粒径的增大而减小,随连续相流量的增大而增大。     

非对称Y型分岔微通道内气泡破裂与分配规律

利用高速摄像仪对气泡在非对称Y型微通道分岔口的破裂行为和分配规律进行了实验研究。采用氮气（N₂）作为分散相,含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的蒸馏水-甘油（质量分数分别为20%、40%、50%）溶液为连续相。在分岔口处观察到了3种不同的气泡行为：无间隙的不对称破裂、有间隙的不对称破裂以及不破裂。考察了气泡破裂和不破裂行为之间的转变,并与文献进行了比较。考察了两相流率及物性对破裂气泡分配规律的影响。结果表明：破裂后两个子气泡的长度均随气相流量与气泡长度的增大而增大,随液相流量和黏度的增大而减小。随液相速度和黏度的增大,气泡破裂的不对称程度减弱。     

微通道内二乙醇胺/乙醇溶液吸收CO2的传质性能

利用高速摄像仪实验研究了微通道内二乙醇胺（DEA）/乙醇溶液吸收CO₂的传质过程。采用图像法得到微通道内气泡的体积变化,根据微通道进出口压力,计算得到了气液两相从开始接触到平衡时的平均传质系数k。分别考察了气液相流量和DEA浓度对传质系数的影响。结果表明：传质系数随着液相流量和溶液中DEA浓度增大而增大。对于给定的液相流量和DEA浓度,k随着气相流量增大而增大并逐渐趋于一个恒定值。提出了一个传质系数预测式,预测值和实验结果吻合良好。     

不对称T型微通道内液滴的无阻塞破裂动力学

利用高速摄像机研究了不对称T型微通道内液滴的无阻塞破裂过程。以甘油-水溶液为分散相,含4%（质量分数）表面活性剂Span-20的矿物油为连续相。液滴的无阻塞破裂过程可分为三个阶段：进入阶段、形变阶段和破裂阶段。其中破裂阶段又可分为快速破裂阶段和细丝破裂阶段两个子阶段。考察了表观流速、无量纲液滴长度和两相黏度比对破裂阶段的影响。结果表明：快速破裂阶段是一个自相似过程,无量纲颈部最小宽度与无量纲剩余时间呈幂律关系,幂律指数约为1.35。细丝破裂阶段无量纲最小颈部宽度与无量纲剩余时间呈线性关系。斜率随着表观速度和无量纲液滴长度的增大而增大,随两相黏度比的增大而减小。     

微通道内屈服应力型流体的流变特性及多相流研究进展

屈服应力型流体（YSFs）是一种典型的非牛顿流体,因其丰富的流变特性被广泛关注。屈服应力是高浓度的粒子分散系统和凝胶状物质（多相乳液、微胶囊、3D打印复杂结构、药物输送凝胶等）的基本特征。本文对微通道内简单屈服应力型流体的流动特征和流变行为,及其流变性对多相流系统的影响进行了综述,剖析了受限空间内流体流动与流体流变性,及多相流动力学和界面现象的耦合机制,并对亟需推进的研究方向进行了展望。为微通道内屈服应力型流体的数值模拟、实验研究和应用提供参考。     

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     

从混合二羧酸中分离制取高纯戊二酸

己二酸生产过程副产大量的混合二羧酸,其中富含的戊二酸是一种应用广泛的精细化工原料.本研究从混合二羧酸中分离制取高纯戊二酸进行了研究.提出了一种包括溶解结晶、氧化镁反应分离和真空精馏的新工艺,确定了适宜的工艺条件,得到了质量分数大于99.5%的高纯戊二酸.     

T型微混合器内均相混合的数值模拟

采用计算流体力学方法(CFD)对三种不同类型的T型微混合器的被动式混合进行了数值模拟.分析了简单微混合器内混合指数和压降与入口速度、扩散系数和管径之间的关系,同时研究了含有内构件混合器中结构参数对混合的影响.研究结果表明,层流状态下,在简单混合器中,混合指数随着Reynolds数Re、Schmidt数Sc和Peclet数Pe的增大而增大,同时压降随Re的增大而增大、随Pe的增大而减小.在T型混合器内加入肋板和障碍物后,混合指数随Re的增大先增大后减小;肋板长度越长,障碍物内径越大,混合效果越好,但相应的压降也越大.     

微通道内液滴筛分的研究进展

液滴筛分是液滴微流控技术的基本操作之一.与传统宏观设备中的液滴筛分技术相比,微流控液滴筛分技术可实现连续化操作,能够在一个微流控芯片上实现从液滴生成到筛分再到收集的全过程连续化生产,该技术已广泛应用于细胞封装、药物筛选、基因分析等领域.基于微通道的液滴筛分技术可分为主动筛分和被动筛分,综述了近年来微通道内液滴筛分技术的研究进展,并对该领域未来的研究方向和需要解决的问题进行了展望.