流體運(yùn)動(dòng)對(duì)相平衡的影響.pdf

1、本論文的主要目的是從宏觀可見的角度研究了流體運(yùn)動(dòng)對(duì)相平衡的影響，重點(diǎn)分析研究了流體運(yùn)動(dòng)對(duì)二氧化碳-水體系吸收-解吸平衡的影響和流體振蕩對(duì)純液體汽液相平衡壓力的影響。
　　 在溫度和壓強(qiáng)相同時(shí)，兩相的化學(xué)勢相同（相平衡）。相平衡原理對(duì)傳統(tǒng)的化工傳質(zhì)單元操作有非常重要的實(shí)際意義，然而傳統(tǒng)的相平衡極限是兩相在靜態(tài)下達(dá)到的傳質(zhì)極限，實(shí)際生產(chǎn)中物質(zhì)處于不斷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因而達(dá)到的相對(duì)穩(wěn)定相平衡狀態(tài)可能與靜態(tài)時(shí)存在不同。
　　 本文首

2、先以二氧化碳—水體系為研究對(duì)象，使飽和二氧化碳溶液在管路中流動(dòng)，觀察液相流動(dòng)時(shí)二氧化碳溶解度的變化，探索流動(dòng)狀態(tài)對(duì)二氧化碳—水體系吸收—解吸平衡的影響規(guī)律;接著以純物質(zhì)乙醇、異丙醇和水為研究對(duì)象，通過恒溫水浴振蕩器使達(dá)到熱力學(xué)汽液相平衡的純液體產(chǎn)生回旋運(yùn)動(dòng)，觀察運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下純液體的汽液相平衡壓力變化情況，探索運(yùn)動(dòng)液體的汽液相平衡壓力的變化規(guī)律，從而使宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以指導(dǎo)實(shí)踐。
　　 本論文得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 1.

3、流體的運(yùn)動(dòng)使得二氧化碳-水體系的吸收-解吸平衡發(fā)生明顯的偏移，使二氧化碳從其飽和溶液中解吸出來并且達(dá)到一個(gè)新的吸收-解吸平衡狀態(tài)。不同雷諾數(shù)下解吸程度與時(shí)間成指數(shù)關(guān)系，液相湍動(dòng)得越劇烈二氧化碳從其飽和溶液中吸出的越多，到達(dá)新的吸收-解吸平衡狀態(tài)所需要的時(shí)間越短，溫度為16±0.5℃，原有溶解在水中的二氧化碳最大約有18％解吸出來，二氧化碳在液相中的溶解度減小為34.77mol·m-3;雷諾數(shù)為4.5×104體系達(dá)到動(dòng)態(tài)吸收-解吸平衡時(shí)，

4、11±0.5℃時(shí)二氧化碳的溶解度減小為41.23mol·m-3，最大解吸度是13％，然而14±0.5℃時(shí)二氧化碳的溶解度是37.01mol·m-3，最大解吸度是17％，符合高溫有利于解吸，低溫有利于吸收的特性;雷諾數(shù)為3.8x104和溫度為16±0.5℃下體系達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，反轉(zhuǎn)時(shí)二氧化碳的溶解度是35.65mol·m-3，最大解吸度是15％，正轉(zhuǎn)時(shí)二氧化碳的溶解度為35.07mol·m-3，最大解吸度是16％，說明了管路的解析能力大于

5、泵。
　　 2.流體的振蕩使純物質(zhì)乙醇、異丙醇和水的汽液相平衡壓力發(fā)生明顯偏移，使封閉體系液相上方的壓力變大，在3min左右達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，不同振蕩頻率下偏移程度與時(shí)間成指數(shù)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)條件下物系的最大偏移程度可達(dá)14.5％;同種物質(zhì)在不同溫度下偏移程度不同，溫度越高，偏移程度越大，振蕩頻率130min-1，乙醇在30℃時(shí)最大偏移程度是3.9％，35℃時(shí)最大偏移程度是6.3％，符合高溫有利于蒸發(fā)的特性;不同物質(zhì)在相同對(duì)比溫度