液-液传质过程中液滴内界面湍动现象

在水-丙酮-甲苯和水-丙酮-甲基异丁酮两种液-液体系中,使用放大投影法,在包括Rayleigh对流影响和排除Rayleigh对流影响的情况下,观察了溶质在液滴与连续相之间传质引发的界面湍动现象,结果表明,液-液传质过程中液滴内部的界面湍动强烈,对传质有强烈的促进作用.Marangoni对流单独作用下的液滴内部界面湍动强度大,可充满整个液滴内部,而当Marangoni对流与Rayleigh对流耦合存在时,液滴内部界面湍动强度较小,仅存在于液滴界面内侧附近,不能充满整个液滴内部空间.     

液-液流动边界层传质系数的实验研究

为了研究冶金反应器内渣-金界面的传质,设计了研究液-液流动边界层传质实验.实验在保证油-水界面稳定的情况下,研究了苯甲酸钠示踪物质在油-水界面的传质现象.通过改变水流量Q(0.44~1.60m3/h),利用电导率仪测量苯甲酸钠示踪物质在水中的浓度变化,实验确定了液-液界面流动边界层传质系数的准数方程式,并尝试性地给出了液体黏度以及表面张力与传质系数之间的准数关系式.实验结果与液体流过平板边界层的传质过程作了比较讨论.     

浓度推动力对液液传质速率的影响

选用几种液液体系，研究了浓度推动力引发的界面扰动对传质速的增强效应，实验在扩散槽中进行，利用激光全息干涉装置拍摄了界面现象的全息图，结果表明，由于界面扰动，传质总系数可增大１．５－４倍，获得了传质系的关联式。     

气-液界面处疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为及其对传质过程影响的研究

在纳米碳酸钙原位改性、碳酸钙基润滑油清净剂制备等过程中,疏水碳酸钙纳米颗粒易富集在气-液界面处并对气-液传质过程造成影响。为揭示疏水碳酸钙纳米颗粒的分布行为,并量化其对传质过程的影响程度,提出利用探索界面处颗粒层流变行为的方法来确定疏水性碳酸钙纳米颗粒在气-液界面上的吸附量,并预测其对传质过程的影响。一方面,通过对界面处疏水碳酸钙颗粒层进行流变测量,量化不同疏水性颗粒加入条件下界面处的表面压力;另一方面,利用膜分散微反应器进行Ca（OH）₂溶液-CaCO₃疏水颗粒体系吸收CO₂的传质行为研究。研究结果表明,碳酸钙纳米颗粒的疏水性和颗粒表面浓度会直接影响颗粒的分布状态,进而改变界面处的表面压力,最终导致传质效率出现差异。当颗粒达到临界浓度、颗粒层呈现不可压缩的流变状态时,气-液传质系数会降低约一个数量级（从10^-3 m/s到10^-4 m/s）。此外,还进一步提出了气-液界面处表面压力与液相中碳酸钙纳米颗粒疏水性和表面浓度关系的计算式,进而确定了气-液体系原位合成改性碳酸钙纳米颗粒的适宜操作范围。     

液滴传质过程中Marangoni对流的引发

对在丙酮甲苯水体系中由于传质而引发的Marangoni效应进行数值模拟,比较了二维和三维模型模拟计算结果中丙酮相对质量浓度和界面平均流动速度等参数在传质过程中的差异.结果表明两种模型计算结果差异较大,三维模型中Marangoni对流引发得更加充分,更贴近于实际情况.随后在三维模型中,分别考察了Gibbs吸附层与丙酮初始质量浓度对传质的影响,与文献中实验结果对比发现液-液界面中Gibbs吸附层的影响可以忽略,而丙酮初始质量浓度越高,Marangoni对流的引发时间越早,强度越大.     

醇胺溶液吸收酸性气体的强化传质性能

选取二乙醇胺溶液作为化学吸收液吸收酸性气体CO2,通过建立气液两相强化吸收装置,考察吸收液温度、吸收液浓度、气相搅拌强化和液相搅拌强化等条件对气液两相间传质性能的影响.结果表明:在吸收液温度60℃,吸收液二乙醇胺溶液浓度1.2 mol/L,气相转速200 r/min,液相转速300 r/min时,传质系数为0.021kmol/(s·m2·MPa),具有较高的CO2吸收效率.     

两种不同形状旋转带对气液两相流场影响的计算流体力学模拟

利用计算流体力学软件FLUENT,以RNGk-ε湍流模型和Eulerian多相流模型对旋转带蒸馏设备内的流场进行了数值模拟.模拟考虑了旋转带的结构因素.结果表明,无开孔的旋转带在高速转动时,设备内的流体会产生界面分离现象,不利于气液两相的密切接触.而有开孔的旋转带在高速旋转时,会有效地改善流体界面的分离,而且气液两相的湍动程度更大,这些现象将有利于气液两相的传质.同时,比较了开孔位置和孔径大小对改善气液界面分离的影响.模拟结果为进一步研究旋转带蒸馏设备的结构优化和操作提供了理论依据.     

传质过程中Marangoni对流的研究进展

传质过程中出现的Marangoni对流现象,能够促进界面更新,影响传质面积,对传质过程产生重要的影响.针对气液和液液传质过程中的Marangoni对流相关领域的研究,对Marangoni对流的实验观测、理论分析及数值模拟的研究成果进行了系统的总结和展望.     

液液传质界面扰动的实验研究

选用几种典型液液体系,对一相为膜流动时伴随有界面扰动的传质进行了研究．实验在类似湿壁塔的扩散槽中进行,利用激光全息干涉装置拍摄传质界面现象的全息图,分析界面扰动对传质速率的影响．获得了传质系数增强因子的关联式．     

用于界面对流模拟的格子Boltzmann方法

通过引入外力修正系数和界面对流强度,在介观尺度上运用格子Boltzmann方法模拟乙酸乙酯吸收二氧化碳传质过程的界面Rayleigh对流现象。基于实验测定的流场平均速度值来确定外力修正系数,在外力修正系数确定的条件下,进行了平均速度分析,其结果与实验相符;并且考查了平均浓度和界面对流强度随时间变化关系。