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微通道内气-液、液-液传质及液相传热特性的研究

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前言

第一章文献综述

1.1微通道的概念和分类

1.2微通道的材质和制作方法

1.3微反应器的主要优点

1.4微反应器传质特性研究进展

1.4.1微反应器气-液传质特性研究进展

1.4.2微反应器液-液传质特性研究进展

1.5微反应器单相对流传热特性研究进展

1.6论文工作的提出

第二章实验仪器、试剂、样品与方法

2.1实验试剂、仪器和样品

2.1.1实验所用试剂

2.1.2实验仪器及设备

2.2实验方法

第三章微通道内气-液传质特性的研究

3.1实验装置和实验流程

3.2实验方法

3.3气-液传质理论模型

3.4结果与讨论

3.4.1表观气速对传质特性的影响

3.4.2表观液速对传质特性的影响

3.4.3液相表面张力对传质特性的影响

3.4.4液相粘度对传质特性的影响

3.4.5气-液-固传质特性的研究

3.5小结

第四章微通道中液-液传质特性的研究

4.1实验装置和实验流程

4.2实验方法

4.3液-液传质理论模型

4.4结果与讨论

4.4.1微通道内液-液两相流型

4.4.2萃取平衡所需的时间

4.4.3总体积传质系数的计算

4.4.4水相粘度对萃取效率的影响

4.4.5水相表面张力对萃取效率的影响

4.4.6微通道放置位置对萃取效率的影响

4.4.7气相的加入对液-液萃取效率的影响

4.4.8表观气速对液-液萃取效率的影响

4.5小结

第五章微通道中对流传热特性的研究

5.1实验装置和实验流程

5.2实验方法

5.3总传热系数h的测定

5.4结果与讨论

5.4.1质量通量对传热特性的影响

5.4.2液相表面张力对传热特性的影响

5.4.3液相粘度对传热特性的影响

5.4.4液-固传热特性的研究

5.5小结

第六章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

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摘要

微通道内传质和传热状况是微化工技术的研究热点,前人对微通道内传质状况的研究主要集中在气.液和液.液两相,对微通道传热状况的研究主要集中于单相流研究,而对于微通道中气-液-固和气-液-液传质以及液-固传热特性的研究尚未见文献报道。 本文在直径为400μm的单微通道进行了气.液和液.液传质特性的研究,系统考察了表观气速、表观液速、液相表面张力和液相粘度对体积传质系数的影响,并进行了微通道内气-液-固和气-液-液传质行为的初步研究。气-液(气-液-固)传质实验过程中,液相为Na2SO3-CoSO4水溶液及它们的CMC和CTAB溶液,气相为空气,固相为微米CaCO3、BaSO4和Fe2O3以及纳米TiO2和SiO2颗粒。液-液(气-液-液)传质实验过程中,液相为去离子水和煤油(溶质为苯甲酸),气相为氮气。实验结果表明,直径为400μm的单微通道内气-液及液-液体积传质系数均高出常规设备两个数量级以上;表面和界面特性(液相粘度和表面张力)对微通道内传质行为影响明显;固相的引入并未强化气-液传质,甚至大幅度降低了体积传质系数;气相的加入显著强化了液-液传质过程;实验过程中还通过高速摄像拍摄到了直径为400μm单微通道内的一些液-液相流型,包括分层流、环状流、扰动流和弹状流,以及三环状流和弹状-三环状流的气-液-液三相流型。 另外,本文还在直径400μm的单微通道进行了液相及液.固对流传热行为的研究,系统考察了质量通量、液相表面张力、液相粘度及固体粒子对传热特性的影响。实验中液相为去离子水,固相为单分散性SiO2纳米颗粒。实验结果表明,直径400μm的单微通道内对流传热系数明显高于常规设备:表面和界面特性(液相粘度和表面张力)对微通道内传热行为影响明显;单分散性SiO2纳米颗粒的加入显著增大了总传热系数。

著录项

  • 作者

    孟昊;

  • 作者单位

    天津大学;

  • 授予单位 天津大学;
  • 学科 生物化工
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 张金利;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 传热学;
  • 关键词

    微通道; 传质特性; 传热特性;

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