析气界面上气泡聚并促进的传质

在充分研究析气界面上气泡行为的基础上，根据界面上气泡生长过程的动力学行为，运用界面附近流体流动及相间传质理论，导出了界面上气泡聚并促进的传质模型，在此基础上结合前文工作，导出了析气界面上气泡滑移、聚并及脱离界面逸出这三种气泡行为共同促进的传质模型。     

浸没燃烧蒸发过程单个气泡传热传质模型

浸没燃烧蒸发器是一种利用高温气体与低温液体直接接触传热的高效蒸发设备,其现有传热传质模型较为繁琐。该文从传质推动力角度出发建立了高温气泡在水中上升过程的传热传质模型,计算结果与文献报道的实验数据、模拟结果基本吻合。利用该模型计算可得出,浸没燃烧蒸发过程中,液体平衡温度随气体初始温度的升高或气泡内初始水蒸汽含量的增大而升高,接触时间在一定范围内的增加使得液体平衡温度随之降低,超出1 s后对液体平衡温度影响不大。     

运动气泡在多组分液相中传质的研究

考虑气液界面附近的湍流特性，建立了多组分气液相际传质的数学模型，以此为基础，推导了运动气泡在多组分液体中的传质模型，并进行了实验验证，结果表明，模型计算值与实验结果基本吻合。     

大坝下游水体溶解气体浓度超饱和模型研究进展

大坝泄水建筑物过流水体强烈掺气容易导致下游水体中溶解气体(TDG)浓度超饱和,使下游一定水深处的水生生物遭受气泡病的危害,因此有必要对大坝水垫塘内强紊动水体的气液传质问题进行研究.本文对国内外TDG浓度超饱和模型的发展进行了简要的评述,分析总结了TDG输运方程、气液双流体模型、气泡界面传质系数、传质面积、气泡直径、掺气浓度和有效饱和浓度等的研究进展及其优缺点.其突出的问题是对气泡动力学认识不够,气泡数量、气泡聚并与破碎、气泡尺寸、气含率和气泡速度的求解仍存在诸多假设和尚需实验验证的系数.预测模型发展受到湍流模型、气泡表征方法和TDG输运方程的限制.本文为更好地完善水体TDG浓度超饱和模型提供了参考和依据.     

气泡行为对表观传质系数的影响

本文采用ＣＯ２吹入并溶解于 ＫＯＨ溶液的模型，模拟研究了液体金属的吹气精 炼工艺中气泡的行为及其对表观传质系数的影响。研究结果表明，气泡行为随喷孔雷 诺数而变化；表观传质系数主要取决于喷孔直径和喷孔雷诺数；增大表观传质系数的 关键在于尽可能减小气泡形成时的尺寸。     

底吹电弧炉水模型熔池内气液综合传质系数的测定

根据溶液的ｐＨ值与ＣＯ２溶解量间的关系，测定了３０ｔ底吹电弧炉１：７水模型中溶液的气液总综合传质系数（ｋ，Ａ）与液体表面的气液综合传质系数（ｋＬＡ）ｓ由此计算了气泡区综合传质系数（ｋＬＡ）Ｂ。结果表明，底吹ＣＯ２后气泡区与表面区均因发生吸气反应而使溶液ｐＨ值降低，综合传质系数（ｋＬＡ），（ｋＬＡ）Ｂ和（ｋＬＡ）Ｓ均随气体流量增大而增大，且回归得到了（ｋＬＡ）（ｋＬＡ）ｓ与气体流量Ｑ之间的关系分别为     

温度对氨吹脱工艺中氨扩散传质的影响

研究低气速下的氨吹脱系统,建立了定量的氨扩散传质动力学模型,分析系统温度对氨扩散传质的影响。结果表明,氨吹脱过程中,在废水pH值大于12的条件下,氨分子大部分通过气泡扩散,只有极少量通过液相表面扩散;氨的气液传质阻力主要来自于气膜;随着系统温度的升高,气泡直径略微减小,气泡上升时间基本稳定,液相总传质系数迅速增大,气液传质阻力大幅降低。     

4种表面活性剂对CO2气泡吸收过程近界面浓度影响的研究

利用显微激光全息干涉法研究了第三组分对气泡传质的影响。第三组分分别选择了几种不同类型的表面活性剂。结果表明，加入微量的表面活性剂，气泡传质时的近界面浓度度将发生显著变化。     

典型污染物对微气泡曝气中氧传质特性的影响

微气泡曝气是一种新型的曝气方式,废水中的污染物对微气泡曝气中氧传质过程具有显著影响。采用气-水旋流微气泡发生装置进行空气微气泡曝气,考察了微气泡曝气中表面活性剂、油脂、苯酚、硝基苯、悬浮固体(高岭土)等典型污染物对氧传质的影响。结果表明,微气泡曝气和传统气泡曝气的表观状态具有明显差异,呈现乳浊状态。表面活性剂、豆油、苯酚、硝基苯等污染物均有助于微气泡的产生和稳定性,从而提高微气泡曝气的气含率和气泡平均停留时间。同时,这些污染物存在时,微气泡曝气氧传质系数为7.44～11.56h-1,α因子为0.77～1.20,显著高于传统气泡曝气。污染物对微气泡的形成和稳定性具有积极作用,可以克服其对氧传质过程的负面效应。气含率和污染物种类是影响微气泡曝气氧传质过程的重要因素。     

水体大气复氧能力研究综述

大气复氧是水体中溶解氧的一个重要来源,复氧能力的研究是正确确定水中溶解氧浓度的一个重要课题.通过对大气复氧理论简要分析,指出水体中存在大量气泡情况下,如大坝泄洪下游水体或波浪破碎水体中,不仅需考虑自由液面质量传输,更需考虑气泡界面传质.概括了水体自由界面传质和气泡界面传质计算公式,指出目前还没有一个公式对所有河流水体有较好适用性,而误差较小的公式,也可能漏掉了一个或多个主要的影响因素.引入水体中溶解氧的"有效"饱和浓度和气泡穿透水体的"有效"水深两个参数,指出水中溶解氧的饱和浓度与水深相关,水深越大,溶解氧的"有效"饱和浓度越大,水体中溶解氧浓度愈有可能超饱和.     

反应精馏过程传质模型（Ⅰ）

快速反应的反应精馏过程需要通过解反应—扩散方程得到其传质模型,而慢速反应、瞬时反应的反应精馏过程相当于普通多组分传质过程,只是瞬时反应的精馏过程其液相浓度必须满足平衡常数计算式。按双膜理论,假设仅在液相有反应、汽相无反应的情况下、用矩阵或直接求解反应—扩散方程,得到了反应精馏过程的传质模型。液相传质模型的表达式说明:液相中由于反应的存在,化学反应除了影响传质过程的传质系数外,还影响其推动力。     

反应精馏过程传质模型（Ⅱ）

将湿壁塔中得到的反应精馏汽液传质数据用于反应精馏的传质计算。理论计算值与实验值一致性较好。这说明：反应精馏过程如果按等摩尔扩散考虑，误差较大，在要求较严的计算时，应按非等摩尔扩散考虑；对非理想性较强的物系，采用具有交叉系数的液相扩散系数矩阵，所得要误差更小。     

竖直下喷流化床射流区相间的传质

为了准确设计流化床反应器,对三维统化床中射流区下喷射流与乳化相之间的传质过程进行了理论及实验研究,利用一个简单的模型计算了传质系数,并给出了射流与乳化相间的传质数与射流速度的关联式,还考察了流化气速对传质系数的影响。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

垂直管内降膜吸收过程热—质传递数值计算问题的研究

通过对垂直管内降膜氨－水吸收过程中热－质传递现象的研究，阐述了非绝热吸收过程中传热和传质相互作用，相互影响的关系，建立了吸收过程热质传递的数学模型，并对垂直管内降膜氨－水吸收过程进行数值计算。其研究结果为降膜吸收器的设计提供一种新的、考虑到热－质传递的计算方法。     

强化对流传质的物理机制及其控制

根据对流传质强度与流体中存在的各种内场及其外场的关系，阐明了降低浓度边界层厚度、增加流体扰动和增加近壁面速度梯度的强化对流传质方法的物理机制，其本质是控制流体中内场及其外场之间的相互协同。进一步给出了强化传质场协同控制方法，以此可指导发展强化对流传质单元的新方法。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

凹槽通道中脉动流动强化传质的数值研究

对脉动流动强化凹槽通道中的传质进行了数值研究,探讨了雷诺数Re、斯德鲁哈尔数St、脉动振幅A以及凹槽的几何结构等参数对通道中流动和传质特性的影响.研究发现,受流体速度脉动的影响,凹槽中的漩涡发生周期性的形成和脱落,从而增强了流体间的相互掺混,这是强化传质的关键因素之一.在脉动流动下,通道内的传质能力得到很好地强化,尤其是凹槽内部的局部传质性能更佳.传质的强化效果随着Re和A的增大而增强,而且对于该模型存在最佳的St,它与凹槽的几何结构有很大关系.     

一种适用于质量交换网络优化的节点非结构模型

质量交换网络（MEN）作为过程集成系统的新兴分支方向，具有提高资源利用效率和降低环境污染的双重效益。目前典型的超结构模型在MEN优化中已经取得了很好的应用，但超结构固定排列方式限制了模型中换热器匹配的灵活性和求解域的扩大。基于此，提出了一种新的有分流节点非结构模型，以节点的形式量化传质单元的匹配方式，实现传质单元在流股上的自由匹配，从而增强了单元匹配的灵活性。同时考虑到实际工程中有分流情况的出现，以分组数和分支数表示传质单元的有分流形式，进一步扩大了模型的求解范围。最后，通过2个实际MEN算例分析计算，验证了有分流节点非结构模型的有效性。     

萃取动力学研究中组分传质系数的确定

选取两液相体系在确定的恒界面池内进行了革、碘和醋酸的传质实验，计算了它们各自的传质系数。在此基础上，通过选择适宜的传质系数关联式，得到了所研究萃取体系中有关组分的传质系数。羟肟萃铜体系的计算结果与其它文献值基本吻合，从而说明这一实验和计算方法是可行的。