微通道的構(gòu)建與其內(nèi)氣液和液液傳質(zhì)過程的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文著眼于微通道反應(yīng)器中的傳質(zhì)過程的研究，分別制作了管徑在500μm左右的玻璃毛細(xì)管和當(dāng)量直徑為90μm的矩形金屬微通道。利用上述設(shè)備進(jìn)行了微通道內(nèi)水吸收CO2和煤油-水-乙酸的萃取實(shí)驗(yàn)。旨在考察特征尺度在微米級的微通道內(nèi)的氣液傳質(zhì)過程和液液傳質(zhì)過程。 本文通過實(shí)驗(yàn)證明了超快激光刻蝕法在加工微通道反應(yīng)器中的可行性，并有效利用了常見的玻璃毛細(xì)管進(jìn)行了微通道傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，也證明了采用硅橡膠對金屬微通道基板并進(jìn)行機(jī)械加固密封的方法

2、是可行的，實(shí)驗(yàn)可在一定流速范圍內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)。本文工作通過實(shí)踐證明，在氣體和液體表觀流速分別為0.84～7.64m/s和0.08～1.27m/s的范圍內(nèi)，毛細(xì)管內(nèi)的液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)主要受液體表觀流速影響，而氣體表觀流速對傳質(zhì)系數(shù)的影響較小。矩形金屬微通道內(nèi)的氣液傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)得到了毛細(xì)管內(nèi)相似的結(jié)論，傳質(zhì)系數(shù)隨液體表觀流速的增大而顯著增加，氣體表觀流速隨著微通道尺寸的減小而對傳質(zhì)過程的影響愈加微弱。與毛細(xì)管微通道相比，由于尺寸的大幅度降低，導(dǎo)

3、致擴(kuò)散路徑的縮短，矩形金屬微通道展現(xiàn)了超高的傳質(zhì)性能，有著良好的工業(yè)應(yīng)用前景。微通道內(nèi)的液液傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)證明，微通道反應(yīng)器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在氣液相和氣液固催化反應(yīng)中。進(jìn)一步分析表明，微通道內(nèi)的不同流體組分通過層流的形式在低流速下依靠分子擴(kuò)散進(jìn)行傳質(zhì)，超高的傳質(zhì)效率和緩慢的流體流速是微通道內(nèi)傳質(zhì)過程的主要特征。同時(shí)，由于特征尺度的大幅度減小，也給實(shí)驗(yàn)操作_的控制和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析帶來了新的問題，例如特征尺度在400μm以下的設(shè)備只能在有限的操作范