垂直管内汽－液两相间传质及界面对冷凝过程的影响

本文根据冷凝的控制方程和相应的边界条件，得到了传质及界面对冷凝过程影响的解析解，并对影响冷凝过程的机制和主要因素，如表征蒸汽及界面速度的因子Ｂ、表征由传质引起动量传递的因子φ以及反映传质及界面综合作用的因子ω分别进行了讨论．结果表明，传质及界面对冷凝过程有明显的影响，本文解与努塞尔解有显著差别．     

切应力作用下降膜吸收过程特性研究

利用CFD软件Fluent,通过数值模拟方法研究了溴化锂溶液降膜吸收过程.模型中考虑了界面切应力对于降膜吸收特性的影响,给出了不同界面切应力下主体温度、浓度随着下降距离的变化及热量、质量通量随着下降距离的变化.模拟结果表明:切应力对降膜吸收过程有一定的影响.与无切应力相比,正向切应力对降膜吸收过程不利,而逆向切应力对降膜吸收过程有利.这主要是由于切应力的存在改变了液膜内的速度分布及液膜在吸收器内的停留时间.     

吸收过程中界面湍动对传质的影响

传质过程中的界面湍动现象广泛存在,宏观上表现为传质阻力下降,传质速率增加.本文以甲醇、乙醇等有机溶剂吸收二氧化碳的物理吸收过程为研究对象,建立了一套带有激光纹影仪与计算机实时图象采集系统的传质实验装置,研究了相界面湍动对传质速率的影响,以及液膜厚度变化对相界面湍动情况下传质速率的影响.定义了放大因子,利用放大因子定量说明界面湍动对传质速率的影响.实验发现界面湍动存在时,液相传质系数与理论值偏离,而且随传质推动力的增大,偏离增大;同样条件下,改变液膜厚度,传质速率可以成倍的增加.这说明吸收过程中界面湍动对传质的促进作用受多种因素的影响.     

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。     

封闭腔水膜闪蒸汽液界面瞬态传质系数的实验研究

以膜渗透理论为依据,通过搭建水膜闪蒸实验台,对水膜闪蒸汽液界面的瞬态传质系数进行了实验研究.实验中液膜厚度为0.02～0.10 m,过热度为10～20℃,真空腔压力为0.005～0.015MPa.结果表明,实验条件下界面传质系数的变化范围为0.08～16.77 m/s.在相同条件下,该系数随初始过热度或初始液膜厚度的增大而减小.闪蒸过程中,该传质系数随液膜厚度的减小或真空腔压力的升高而迅速减小.     

胺类萃取剂液-液体系界面性质研究——水相酸度、盐浓度和温度对TOA界面吸附性能的影响

研究了平衡水相酸度、水相盐浓度和温度对三辛胺ＴＯＡ－正庚烷／Ｈ２Ｏ液－液体系界面性质的影响,计算了界面吸附特性参数ｃｍｉｎ和ＡＩ,发现ＴＯＡ界面活性随水相ｐＨ及温度升高而降低,随水相盐浓度增加而增加,对有关结果及其与萃取性能的关系做了分析和讨论     

Convective Filmwise Condensation of R-11 inside a Vertical Tube

Partial condensation of refrigerant R-11 was experimentally and theoretically studied. The test apparatus consisted of two concentric tubes, with the vapor flowing downward in the inner tube and the cooling water in the annular space in countercurrent direction. By using the available dimensionless correlation, the mean heat transfer coefficient of the cooling water was determined, and then the mean condensationheat transfer coefficient was calculated from the overall heat transfer coefficient.The model of a homogeneous two-phase mixture of liquid and vapor, and Prandtl's principle of analogy between the momentum and heat transfer were used to establish the type of the correlation. Adopting the methods of the gradually linear regression and F-level evidence testing, the present paper proposed the dimensionless correlation to predict the relationship among the mean Nusselt number, Prandtl number, Kutateladze number and the dimensionless tube length.     

垂直三角形纵槽管的膜状冷凝传热最大有效管长与管长设计

在纵槽表面膜状冷凝传热中,其传热量几乎仅由波峰区域形成。作者以该域为传热面,进行了传热分析与计算。计算结果表明,管长对平均传热膜系数影响很小。这一结果与Ozgen对有关实验现象的解释基本一致,可在一定程度上证实他的看法。对波谷区冷凝液流动做了数值解。对该区液膜厚度与管长做了数值关联,进而得到了三角形纵槽管最大有效管长及波峰区域面积计算公式。 本文方法与结果,为三角形槽管的管长设计提供了一种简便可行的方法。同时,该类纵槽管的传热计算也因之易于进行。     

水-酒精混合蒸气在竖直管外凝结特性的研究

在低于大气压下,通过实验研究了水蒸气和不同酒精含量的水-酒精混合蒸气在竖直铜管外的凝结换热特性,同时记录了凝结状态.实验结果显示:在不同的酒精含量下,随着过冷度的变化,凝结换热系数均呈现出具有峰值的非线性变化特征;随着酒精含量的减少,凝结换热系数显著增大;当酒精的质量分数为1%时,凝结换热系数的峰值是相同条件下水蒸气凝结换热系数的9倍;当酒精的质量分数为50%时,凝结换热系数与相同条件下的水蒸气凝结换热系数相当.分析表明,凝结换热系数的非线性特征是由于凝结液热阻以及扩散热阻的复杂变化所引起的.     

细竖管内流动凝结的换热特性

为探讨小尺度条件下管内流动凝结换热的特性,针对１～５ｍｍ的细圆管,考虑凝结液膜的弯曲、气液界面剪切力与液膜表面张力的影响,建立起柱坐标系下竖直管内受迫流动凝结换热物理数学模型;利用数值求解的结果,对小尺度条件下管内凝结换热的规律进行预测性分析．研究表明,细管径条件下,气液界面切应力与液膜表面张力对流动凝结过程的影响增大,使重力的影响处于相对微弱的地位;与Ｎｕｓｓｅｌｔ换热关联式的预示值相比,小尺度圆管有明显的强化凝结换热的效果．上述结果有助于深化对小尺度下凝结换热规律的理解     

矩形纵槽管的冷凝传热研究

根据矩形纵槽管表面冷凝液流动的特点，将管长划分为流动过渡段与流动发展段。对前者按Nusselt理论，后者按表面张力强化（Gregorig）理论作了传热计算，结果表明：过渡段与发展段比较长度很小，在管长设计与传热计算中可忽略不计；波谷区液膜厚度沿管长分布以指规律描述，由此算得的最大有效管长用于传热计算，所得结果与实验值有较好吻合。     

含有不可凝结气体的蒸汽壁面冷凝的数值模拟

根据工程上广泛应用的经验性Uchida关联式,通过基于有限体积法的流场分析软件CFX的数值计算,对垂直管道中含有不可凝结气体的蒸汽冷凝进行模拟.结果表明,经验性Uchida关联式的计算结果可直观并且准确地反映与实际相符的流场温度变化趋势和组分浓度变化.该数值模拟方法对于研究小尺寸且几何形状简单的物理模型内不可凝结气体的积聚情况具有指导意义.     

润滑油对小管径强化管内R410A流动冷凝压降特性的影响

对环保制冷工质R410A与润滑油混合物在4 mm小管径内螺纹强化管内流动冷凝的压降特性进行了实验研究,分析了润滑油对流动冷凝摩擦压降的影响.结果表明,在干度小于0.6时,润滑油会减小R410A在4 mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可减小12%;而在干度大于0.6时,润滑油会增大R410A在4 mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可增加13%.结合已有文献中的数据,基于混合物性建立了适用于R410A 油混合物在小管径强化管内流动冷凝的压降关联式,关联式预测值与94%的实验值误差在±30%以内.
     

COSINE型纵槽管的冷凝传热研究

本文在V型纵槽管冷凝传热研究的基础上,进行了Cosine型纵槽管的传热研究.在理论分析与实验研究的基础上得到了传热系数和传热面积的计算公式.对所得结果比较后,作者建议以单位温度差传热速率进行这一类纵槽管的传热计算及作为评价其传热效果优劣的判据.这种作法较之过去的传统作法(传热系数法)远为优越.     

竖直板外含不凝性气体的蒸汽凝结过程的研究

本文建立了在含不凝性气体的蒸汽凝结过程中,液膜表面外形成的气-汽扩散层内自然对流传热和传质的物理和数学模型。文中采用积分方法求解描述凝结过程的微分方程组;计算了凝结放热系数九及传质系数k,并讨论了一些主要参数对凝结放热系数及传质系数的影响。     

空气泡沫流体垂直管注入特征实验研究

基于空气泡沫驱现场操作中注入参数设计的理论依据不足进行研究,首先设计了垂直管泡沫注入模拟实验装置,实验装置考虑了不同管径对泡沫流体剪切的影响,着重观测了泡沫流体沿程压力变化规律,结果表明泡沫流体垂直管注入流动中泡沫流体符合假塑性幂律模式,在剪切速率在0 s-1~1.3 s-1的时候,随着剪切速率的增加,剪切应力在不断增加;剪切速率超过1.3 s-1后,剪切应力增加趋势不再明显,依据此结论可以进行泡沫流体注入参数设计。