微通道內(nèi)伴有化學(xué)反應(yīng)氣-液兩相流與傳質(zhì)的研究.pdf

1、氣-液兩相傳質(zhì)過程在工業(yè)應(yīng)用中普遍存在。近年來,微通道以其優(yōu)良的熱質(zhì)傳遞性能受到廣泛關(guān)注。然而,微通道內(nèi)伴有化學(xué)反應(yīng)的氣-液兩相流及傳質(zhì)過程仍需要深入研究。本文采用高速攝像儀和壓力傳感器,實驗考察了氣液兩相流量、化學(xué)反應(yīng)速率、微通道深寬比等操作條件對氣-液兩相流型、空隙率、壓力降和傳質(zhì)過程的影響。
　　對于伴有相間傳質(zhì)過程的氣-液兩相流,觀測到彈狀-泡狀流、彈狀流、彈狀-環(huán)狀流和液環(huán)流。通過繪制流型圖得到流型轉(zhuǎn)換線,并與文獻中提出

2、的氣-液兩相流型轉(zhuǎn)換線進行對比。提出了伴有相間傳質(zhì)的氣-液兩相流過程的流型轉(zhuǎn)換線預(yù)測模型,模型具有良好的預(yù)測性能。
　　采用像素法對微通道內(nèi)空隙率進行計算。實驗結(jié)果表明,氣相流量的增大,液相流量、化學(xué)反應(yīng)速率和深寬比的降低,均導(dǎo)致微通道內(nèi)空隙率增大?？紤]相間傳質(zhì)的影響,提出了空隙率的半理論預(yù)測模型。
　　采用壓力傳感器測量微通道進、出口壓力,從而得到微通道內(nèi)壓力降。隨氣液兩相流量、化學(xué)反應(yīng)速率和深寬比的增大,微通道內(nèi)壓力降均

3、增大?；诜窒嗄Ｐ秃臀锢砟Ｐ?分別建立了半理論預(yù)測模型,其中修正的物理模型具有較好的預(yù)測性能。
　　采用圖像法計算得到液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)kLa、比表面積a和液側(cè)傳質(zhì)系數(shù)kL。實驗結(jié)果表明,達到臨界流量比前,隨氣液流量比的增大,kLa、kL、a均增大,隨化學(xué)反應(yīng)速率的增大,kLa、kL、a均減小;達到臨界流量后,隨氣液流量比的增大,kLa、kL、a不再顯著增大,隨化學(xué)反應(yīng)速率的增大,kLa、kL增大,而a減小。實驗范圍內(nèi),隨深寬比的增