收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

气液传质过程的Marangoni效应研究

余黎明  
【摘要】: 表面张力梯度导致的表面流体的流动现象通常被称为Marangoni效应。本文旨在研究气液传质系统的Marangoni效应,以及它对传质过程的强化作用。 首先采用激光纹影仪对Maranogni效应进行了定性的观测研究。在气液传质过程中发生了Marangoni对流现象,其中Marangoni对流结构包括典型的多边形结构以及无序混乱的界面流动现象,局部表面张力梯度是产生Marangoni对流的主要原因。文章从Maranong不稳定性的角度对光学实验结果进行了解释,Marangoni数(Ma)作为衡量界面对流稳定性的参数。 其次,定量研究了降膜流动过程中Maranogni效应。采用激光多普勒系统对液相流场的瞬时动力学特征进行了测量,以及测量了液相传质系数。实验结果说明在液膜流动中存在规律性的速度扰动,界面的小尺度流动加速了表面更新率,所以Marangoni效应的存在可以提高传质速率。测量了气液逆流降膜流动的液相传质系数,实验结果和渗透理论的计算结果进行了比较。当Marangoni数大于临界值的以后,实验测量的液相传质系数kL能够提高3倍以上。文章分析了Marangoni对流强度对液相传质系数的影响,采用实验关联式描述Maranogni效应对传质过程的影响。采用Marangoni数对传质关联式进行修正明显减小了实验数据和理论预测之间的偏差。 第三,使用线性稳定性理论分析了传质过程中引发Marangoni对流的临界条件。应用稳定性理论证明了系统中Marangini对流的发生,以及系统稳定性和Sc、Bi数之间的关系。 最后,采用CFD方法对伴有Marangoni效应的传质过程的流场和浓度场进行了模拟研究。使用了基于有限元理论的流体体积法(the Volume of Fluid,简称VOF)进行追踪气液自由表面。采用连续表面力模型(the Continuum Surface Force,简称CSF)用于描述气液界面的动力学边界条件。模拟结果说明传质过程中的小尺度Marangoni旋涡结构强化了传质过程,在模拟研究和实验数据的基础上对Marangoni对流对传质的影响进行了对比分析。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李昕,许春建,周明;吸附性微粒增强气液传质的一维非稳态非均相模型[J];天津大学学报;2005年06期
2 李文秀;彭红;张志刚;陈凯;;在搅拌器中油水乳状液的气液传质[J];化学工程;2010年01期
3 田恒斗;金良安;丁兆红;谢田华;;液体中气泡上浮与传质过程的耦合模型[J];化工学报;2010年01期
4 苏宏久;牛海宁;潘立卫;王树东;王安杰;胡永康;;T型微通道内吸收H_2S实验研究[J];化学工程;2010年08期
5 张俊梅;袁曼;许春建;周明;;浆料体系中异丁烯水合反应的实验研究[J];化学反应工程与工艺;2005年05期
6 臧晓红;王军;刘延来;沈自求;;微量醇及电解质强化气液传质的研究[J];化学反应工程与工艺;2005年03期
7 杨祖杰;郭莹;袁希钢;曾爱武;余国琮;;全息干涉法对气液流动浓度边界层的实验观测[J];化工学报;2006年03期
8 沙勇,成弘,于艺红,余国琮;降膜传质过程Marangoni效应稳定性分析[J];化工学报;2003年10期
9 季颖;裴元英;;人工肺表面活性物质作为胰岛素肺部给药载体的研究[J];中国药学杂志;2006年10期
10 胡汉华;刘道平;谢应明;杨群芳;;喷雾反应器中表面活性剂对制备天然气水合物的影响[J];齐鲁石油化工;2006年03期
11 彭维明,应纯同,曾实;涡管分离器流场的数值模拟及试验研究[J];机械工程学报;2002年02期
12 汪蕊,贺小华;薄膜蒸发器内流体流动模拟[J];南京工业大学学报(自然科学版);2004年01期
13 马希金,郭俊杰,孙永平;轴流式油气混输泵内部的CFD分析及优化设计[J];化工机械;2004年02期
14 贺世正;唐萍;;CFD模拟在种子罐消除振动中的应用[J];装备制造技术;2007年06期
15 刘彦娜;顾平道;谷慧芳;;喷雾轴流风机气动噪声的模拟及预测[J];煤矿机械;2008年10期
16 张新云;;气固流化床反应器内多相流CFD的研究进展[J];化工装备技术;2009年02期
17 蒋韦;胡明振;;基于CFD软件的水力旋流器进口设计及耐磨度评估[J];建材世界;2010年01期
18 翟恩昱;郑加强;;基于CFD的扇形雾喷头冲蚀磨损分析基于CFD的扇形雾喷头冲蚀磨损分析[J];林业机械与木工设备;2010年06期
19 曹晓畅;谢颖纯;朱钒;张廷安;;基于CFD数值模拟的除铁器设计的研究[J];矿山机械;2010年17期
20 王世杰;周勇;祝易松;李文科;;旋风风冷冷渣器的结构优化研究[J];工业炉;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余黎明;周超凡;曾爱武;余国琮;;Marangoni效应对液相传质系数的影响[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
2 于艺红;沙勇;成弘;余国琮;;双组分扩散过程界面湍动现象观察[A];第三届全国传质与分离工程学术会议论文集[C];2002年
3 陆寒冰;刘春江;刘辉;袁希钢;;立交盘静态混合器的流场研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
4 王健;刘德新;徐世民;;F1型浮阀塔板两相流场的CFD模拟[A];第二届全国塔器及塔内件技术研讨会会议论文集[C];2007年
5 方键;凌祥;桑芝富;杨全保;;侧进式搅拌器混合过程的CFD模拟[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
6 赵连会;罗剑枫;黄志慧;;某型压气机三维CFD计算分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2010年学术研讨会论文集[C];2010年
7 陈君;代洪浪;李治友;;CFD在转炉二次除尘系统设计中的应用[A];第5届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2010年
8 王金锋;谢晶;;基于CFD技术的冷藏车优化设计[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
9 黄龙太;;基于CFD的飞艇气囊气动外形优化研究[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
10 李金成;陈作钢;代燚;;风洞循环水槽的CFD辅助设计[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余黎明;气液传质过程的Marangoni效应研究[D];天津大学;2005年
2 卢素敏;分散相微粒增强气体吸收机理及预测模型[D];天津大学;2008年
3 张丹;分散颗粒增强气液传质机理及模型研究[D];天津大学;2006年
4 张俊梅;浆料反应体系中催化剂微粒增强气液传质研究[D];天津大学;2005年
5 朱明;降膜流动的强化与气液传质的研究[D];天津大学;2011年
6 程秀花;温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D];江苏大学;2011年
7 高习群;气液界面传质机理与强化[D];天津大学;2008年
8 何漫丽;水下自航行器水动力学特性数值计算与试验研究[D];天津大学;2005年
9 许闽;结构化多相反应器多尺度传递和加氢脱硫反应性能研究[D];北京化工大学;2012年
10 郑庆康;水溶性高分子在气液界面的物理化学性质研究[D];四川大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘长旭;气液界面传质过程不稳态对流的实验研究[D];天津大学;2007年
2 白莹;可着陆水下自航行器外形设计与优化[D];天津大学;2007年
3 董丽萍;旋转带蒸馏塔的计算流体力学模拟[D];天津大学;2007年
4 梁寒雨;安全阀开启过程阀口流场的CFD数值模拟与试验研究[D];华南理工大学;2010年
5 赵鹏飞;船用螺旋桨敞水和空化性能CFD预报[D];大连理工大学;2011年
6 徐瑛杰;尾迹面法在CFD气动力计算中的应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 陈雪宇;建筑排水系统CFD模拟研究[D];南华大学;2010年
8 王宏亮;轴流式油气混输泵单个压缩级叶轮流场CFD模拟分析[D];兰州理工大学;2005年
9 余鑫;汽车液力变矩器内流场的数值分析[D];吉林大学;2005年
10 彭宝宏;表面张力对凝结换热的影响研究[D];河北工业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者  陈建强;“党和国家需要我做什么,我就做什么”[N];光明日报;2006年
2 记者 王玲;三角集团与天津大学签订合作协议[N];威海日报;2011年
3 记者 解小如 通讯员 李丹;天津大学山东省合作共建绿色能源基地[N];中国化工报;2006年
4 本报记者 陈建强通讯员 王青;天津大学:在实践中培养创新意识[N];光明日报;2007年
5 耿建萍;我省高层管理人员天津大学项目管理学位班开学[N];山西经济日报;2007年
6 汪伟;百年名校助推新区发展[N];天津日报;2007年
7 姜明;天津大学生“高学历”再攀“高能力”[N];工人日报;2004年
8 李播;我省将与天津大学合作[N];黑龙江日报;2004年
9 记者  陈建强 通讯员  孟兆熙;天津大学“泥土”送别“树叶”[N];光明日报;2006年
10 李佳;天津大学建筑节能中心成立[N];中华建筑报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978