微通道內(nèi)氣液兩相流及傳質(zhì)研究.pdf

1、隨著微化工技術(shù)的發(fā)展，微通道內(nèi)氣液兩相流的流動(dòng)行為已成為化工領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn)。本文對微通道內(nèi)氣液兩相流的流型、空隙率、壓力降和傳質(zhì)過程進(jìn)行了研究。
　　 采用激光影像放大技術(shù)，觀測了豎直放置的T形40μm×250μm和100μm×800μm的兩種矩形截面微通道內(nèi)氣液兩相流的流型。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了文獻(xiàn)中從未報(bào)道過的穩(wěn)定分層流型，而且微通道內(nèi)的流型轉(zhuǎn)換圖與文獻(xiàn)中的流型轉(zhuǎn)換圖差別很大。
　　 利用圖像處理軟件分析Y形100μm×

2、400μm和T形100μm×800μm兩種矩形截面微通道中部的流型圖照片得到空隙率α，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)中微通道內(nèi)的空隙率α與氣體體積流率β不再成線性關(guān)系，與常規(guī)尺度通道中的情況相差很大。
　　 通過測量Y形100μm×400μm和T形100μm×800μm兩種矩形截面微通道進(jìn)出口的壓力來計(jì)算微通道內(nèi)的壓力降梯度⊿P。發(fā)現(xiàn)對于矩形微通道來講，通道的深寬比對其壓力降梯度影響較大，而放置方式對其壓力降梯度的影響不太明顯。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，

3、對已有兩相摩擦系數(shù)ΦL2的計(jì)算公式進(jìn)行改進(jìn)，提出了新的預(yù)測公式。
　　 利用氣體的PVT關(guān)系求出Y形100μm×400μm和T形100μm×800μm兩種矩形截面微通道內(nèi)CO2-水的液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)k1a，發(fā)現(xiàn)其比常規(guī)尺度氣-液接觸設(shè)備至少提高了3個(gè)數(shù)量級，說明微通道中的氣液兩相質(zhì)量傳遞效果相比于宏觀系統(tǒng)得到了明顯強(qiáng)化。此外，還發(fā)現(xiàn)k1a同時(shí)受氣液表觀速率和氣液兩相流型的影響。在相同的氣液兩相流型下，k1a隨氣液表觀速率的增大而