二元液体混合物的沸腾传热

关于二元液体混合物沸腾给热的初步研究结果已经在本学刊１９５９年第１期上介绍过, 但当时对苯～甲苯系统祗做了三组数据,还看不出其规律性。在本文中,虽然物料还是用酒 精～水,及苯～甲苯两组混合物,但组成变化较多,同时除常压下操作外,也做了不同程度 减压下的沸腾给热,对组成和压力对给热系数的影响作了探讨,最后并以准数方程式来归纳 实验结果,提出可供计算用的经验公式及准数方程式。     

沸腾给热

木文综述了沸腾给热的机理,对汽泡的形成与成长,以及汽化中心问题作了介绍。对各主要学派的工作作了评述。对影响沸腾给热的各项因素作了分析,并介绍我们的研究结果。此外,对沸腾给热的两个临界点,膜状沸腾,管外沸腾及表面沸腾的一些特点作了介绍。关于固体溶质的溶液沸腾给热,液体混合物的沸腾给热,以及液态金属的沸腾给热也分别加以论述,并简单地介绍了我们的工作。     

泡状沸腾时的壁面热物性效应

本文运用液体泡状沸腾换热的微层导热汽化机理,对加热壁面的热物性效应进行了理论和实验研究。利用不同物性、不同厚度的涂层,测定了相应的沸腾换热系数,证明了加热面材料热物性综合数(λρc)对泡状沸腾换热具有很大的影响,提出了一个考虑壁面热物性效应的泡状沸腾换热的修正准则关系式。     

二元液体混合物粘度的研究

设计了测定液体混合物粘度的实验装置,用纯水对实验装置进行检验,其偏差与文献值相比小于5％。使用该装置对六种二元液体混合物的粘度,即丙酮和水,丙酮和甲醇、甲醇和三氯乙烯、甲醇和苯、四氯乙烯和苯、甲醇和四氯乙烯,从常温到高温加压测定。测定的六种液体混合物的粘度大体上随温度成反比例变化。     

纳米颗粒悬浮液池内泡状沸腾机理

研究了添加不同性质、不同体积浓度的纳米颗粒后对液体池内泡状沸腾换热的影响和相应的物理机制,并对3种不同体积浓度的Fe及A l2O3纳米流体进行了池内沸腾的实验研究.分析表明:纳米颗粒的加入,将增加液体的有效导热系数和粘度,降低基液的表面张力;另一方面,由于部分纳米颗粒会在加热表面形成沉积,改变了加热表面活化凹坑的尺度及分布,从而对成核和气泡成长过程产生影响.因此,纳米流体池内泡状沸腾传热强化与否,是多种因素综合作用的结果.实验结果证实了上述分析.根据“对流汽化”模型给出了去离子水与体积分数为2?纳米流体沸腾换热关系式,与实验值符合较好.     

变压精馏乙醇-苯混合物分离工艺模拟计算

乙醇-苯混合物是一种二元最低共沸液体混合物。研究了变压精馏分离乙醇-苯工艺流程,以Wilson活度系数方程作为物性计算方法,使用过程模拟软件AspenPlus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,提出的工艺方案可为工艺装置设计提供理论参考。     

伴随相变的不互溶二元液体混合物的传热 (一)连续介质中液滴的流体力学和相变过程

本文应用电影摄影技术,对液滴在某一与之不互溶的液体中运动且不断汽化过程的传热及流体力学特性进行了实验研究,并且在理论上对这一过程进行了模型化分析。该模型主要对一个汽化着的泡滴与周围连续介质进行的直接接触传热以及泡滴在连续介质中不断汽化并做相对运动的规律进行了描述。根据这一模型,可以预测任一液滴在连续介质中汽化并运动时的传热速率、汽化速率、泡滴的瞬时大小、速度、位置等重要参数。在计算机上对该模型进行数值计算,其结果能够与放大的照相胶片上得到的实验结果较好地吻合。该理论模型的建立,为进一步研究不互溶二元液体混合物的流动传热奠定了基础。     

脉冲激光加热下超急速爆发沸腾现象观测

以不同体积配比的纯丙酮/乙醇混合液体为实验工质,进行了脉冲激光加热下超急速爆发沸腾的实验研究.采用快速瞬态温度检测系统测定了爆发沸腾过程中金属薄膜表面温度变化规律,采用显微放大摄影系统观测与拍摄了液体工质产生爆发沸腾时气泡生成与运动的系列照片,揭示了超急速爆发沸腾与常规沸腾的本质区别以及激光加热条件、混合工质体积配比及工质中加入纳米颗粒等因素对超急速爆发沸腾的影响规律.     

多孔性金属薄层的泡核沸腾试验

对自制的多孔性金属薄层的泡核沸腾传热特性进行研究．试验采用单管沸腾装置，管内使水沸腾汽化，管外用电加热．在试验的温差下，多孔覆盖层表面的沸腾传热膜系数为光滑表面的２．２２倍，泡核沸腾起始温差从３．９℃降至２．１℃．作者还分析了多孔覆盖层表面强化沸腾传热的机理，并提出沸腾传热膜系数与温差关联式．     

溶液的沸腾给热

本文讨论了双元混合物和含不挥发分子溶液之佛腾给热。使用了两个大容积下沸腾的试 验设备进行了两组试验。第一组双元混合液在水平圆管外沸腾,所用物为酒精一水,苯－甲 苯等。第二组为糖和硝酸铵水溶液在圆一钣上沸腾。结果整理成 α＝Ｃｑｎ 的形式,供相似条件下设计用。同时对溶液沸腾的规律进行了探讨。     

苯-乙醇-水混合液的分离提纯

在大学物理化学实验教学中,《苯-乙醇-水三组分体系相图的绘制》实验将产生大量的苯-乙醇-水混合废液,并分层为上层苯液(含有少量水和乙醇),下层乙醇-水溶液(含有大量乙醇和水,以及少量苯).文章根据苯、乙醇在水中的溶解度不同,对上层苯液进行多次水萃取乙醇,最后用无水CaCl2干燥处理得到纯苯(98.9%).对于下层乙醇-水溶液,由于苯与乙醇、水形成三元恒沸物,通过蒸馏除去苯,继续蒸馏得到乙醇-水的二元恒沸物(乙醇95.6%,水4.4%)和纯乙醇(99.7wt%).将乙醇-水的二元恒沸物通过CaCl2脱水处理,得到99.4wt%以上的乙醇.     

手性离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐及其与水二元混合物的体积性质和表面性质

在293.15~343.15 K和常压下对手性离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐的密度和表面张力进行了测定,并根据密度和表面张力对其体积性质和表面性质进行了计算;在298.15~318.15 K和常压下,对离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乳酸盐与水二元混合物的密度和表面张力在全摩尔浓度范围内进行了测定。在此基础上,对二元混合体系的过量摩尔体积进行了计算,根据Redlich-Kister方程对其进行了拟合,并对体系的热膨胀系数、偏摩尔体积、过量偏摩尔体积以及离子液体和水的表观摩尔体积进行了讨论,对二元混合物的表面性质进行了计算。     

新型缲化传热管—抑泡孔管的管束传热实验

实验研究了抑泡孔管管束的排列方式，管间距，加热管子根数，热负荷大小，沸腾工质物性等因素对抑泡孔管管束沸腾传热性能的影响规律。实验结果表明，抑泡孔管束与光管束，低肋管束的沸腾传热性能截然不同，而与机加工多孔管束和烧结粉末表面管束有某些相似之处。管束中的沸腾管数增加，有轻微恶化传热的趋势；高负荷时这种趋势更明显；管间距直径比的变化对管束特性影响不显著；乙醇为工质时，管束排列方式和热负荷大小等对沸腾...     

壳聚糖复合膜渗透化法分离乙醇／水混合物

将壳聚糖 (CS)和聚乙烯醇 (PVA)混合物涂到聚丙烯腈 (PAN)中空纤维内表面 ,通过适当的交联制成壳聚糖复合膜。研究了乙醇水液体混合物在膜中的渗透汽化性能 ,讨论了料液浓度、温度对膜分离性能的影响。结果表明 ,CS PVA/PAV膜具有优异的渗透选择性能 ,当料液乙醇含量为 95wt%时 ,6 0℃和 70℃渗透通量为 310g/(m2 ·h)和 433g/(m2 ·h) ;分离因子为 116和 12 7,渗透通量与温度呈Arrhenius关系     

新型强化传热管——抑泡孔管的管束传热实验

实验研究了抑泡孔管管束的排列方式、管间距、加热管子根数、热负荷大小、沸腾工质物性等因素对抑泡孔管管束沸腾传热性能的影响规律。实验结果表明,抑泡孔管束与光管束、低肋管束的沸腾传热性能截然不同,而与机加工多孔管束和烧结粉末表面管束有某些相似之处。管束中的沸腾管数增加,有轻微恶化传热的趋势;高负荷时这种趋势更明显;管间距直径比的变化对管束特性影响不显著;乙醇为工质时,管束排列方式和热负荷大小等对沸腾传热的影响甚微。     

多元酸交联聚乙烯醇渗透汽化膜

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,并对水－乙醇混合物进行渗透汽化分离。考察了交联剂用量、交联剂分子结构对膜性能的影响。在４０℃时,由草酸及柠檬酸交联的聚乙烯醇膜对９５％的乙醇水溶液,分离系数可达４６０以上。     

液体过热亚稳态研究（Ⅱ）

从化学热力学角度分析液体热现象，据热力学稳定准则δＦＴ，ｖ≥０得二元液体混合物的稳定条件与稳定极限，将Ｐ－Ｒ状态方程应用到稳定性极限关系式，导出过热极限与临界温度的关系，并修正该状态方程中ｋ表达式中的常数，最后，提出一种全新的计算二元液体混合物的临界温度的方法，根据修正后的ｋ表达式，利用临界温度与过热极限的关系，以实现测定的二元液体混合物的过热极限为基础，对８种二元液体混合物的临界温度进行预测，所     

ETS-4分子筛膜的制备

采用晶种法在多孔管状莫来石支撑体外表面水热合成ETS-4分子筛膜.研究合成条件,包括晶种、合成液碱度以及合成时间对ETS-4晶体生长和膜形成的影响.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对ETS-4分子筛及分子筛膜进行了表征.通过75 ℃、质量分数为10%的水/乙醇混合物对膜的渗透汽化分离性能进行检测.实验结果表明,在碱性介质中,Al从支撑体析出,导致在支撑体孔中形成方沸石,影响了膜的渗透汽化分离性能.     

伴随相变的不互溶二元液体混合物的传热 (二)流动传热实验研究

本文以环已烷为分散相、水为连续相进行了不互溶二元液体混合物的流动传热实验:分析了传热机理;关联了实验数据。对于伴随相变化的不互溶二元液体混合物的流动传热过程。从传热机理上可将其分为四个不同的传热区域。即:液—液、汽—液—液、无相变汽—液和汽—液沸腾四个区域。在汽—液—液区域内,分散相液滴的相变化仅仅起到对连续相加剧湍动的作用,而相变化本身对多相流与壁面的传热无影响.在对单一液滴在另一与之不互溶的连续相中的流体力学及相变过程研究的基础上,本文着重对汽—液—液和无相变汽—液区域内的传热系数进行了无因次数群关联.经验关联式的计算值能够与实验值较好地吻合。     

竖直管内二元混合蒸汽凝结放热的实验研究

在分析二元混合蒸汽凝结放热机理的基础上，建立混合蒸汽凝结放热模型，分析微分方程组的无因次数，推导出竖直管内二元混合蒸汽膜状凝结放热的特征量，并通过对乙醇／水混合蒸汽的凝结放热实验研究，得到了一个适用于乙醇／水混合物系的凝结放热通用准则方程，同时，应用平衡设计方法进行乙醇／水混合蒸汽冷凝器的设计，对本实验所得凝结放热准则式和传统的竖直管内蒸汽凝结放热准则式加以比较，结果表明本实验准则式的计算精度明显提高。