微通道內(nèi)氣-液、液-液傳質及液相傳熱特性的研究.pdf

1、微通道內(nèi)傳質和傳熱狀況是微化工技術的研究熱點，前人對微通道內(nèi)傳質狀況的研究主要集中在氣.液和液.液兩相，對微通道傳熱狀況的研究主要集中于單相流研究，而對于微通道中氣-液-固和氣-液-液傳質以及液-固傳熱特性的研究尚未見文獻報道。 本文在直徑為400μm的單微通道進行了氣.液和液.液傳質特性的研究，系統(tǒng)考察了表觀氣速、表觀液速、液相表面張力和液相粘度對體積傳質系數(shù)的影響，并進行了微通道內(nèi)氣-液-固和氣-液-液傳質行為的初步研究。氣

2、-液(氣-液-固)傳質實驗過程中，液相為Na2SO3-CoSO4水溶液及它們的CMC和CTAB溶液，氣相為空氣，固相為微米CaCO3、BaSO4和Fe2O3以及納米TiO2和SiO2顆粒。液-液(氣-液-液)傳質實驗過程中，液相為去離子水和煤油(溶質為苯甲酸)，氣相為氮氣。實驗結果表明，直徑為400μm的單微通道內(nèi)氣-液及液-液體積傳質系數(shù)均高出常規(guī)設備兩個數(shù)量級以上；表面和界面特性(液相粘度和表面張力)對微通道內(nèi)傳質行為影響明顯；固相

3、的引入并未強化氣-液傳質，甚至大幅度降低了體積傳質系數(shù)；氣相的加入顯著強化了液-液傳質過程；實驗過程中還通過高速攝像拍攝到了直徑為400μm單微通道內(nèi)的一些液-液相流型，包括分層流、環(huán)狀流、擾動流和彈狀流，以及三環(huán)狀流和彈狀-三環(huán)狀流的氣-液-液三相流型。 另外，本文還在直徑400μm的單微通道進行了液相及液.固對流傳熱行為的研究，系統(tǒng)考察了質量通量、液相表面張力、液相粘度及固體粒子對傳熱特性的影響。實驗中液相為去離子水，固相為