氣液界面?zhèn)髻|(zhì)過程不穩(wěn)態(tài)對(duì)流的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在氣液和液液的傳質(zhì)過程中，由于在相界面上產(chǎn)生表面張力梯度和密度梯度，從而引發(fā)界面湍動(dòng)。這是一種重要的流體力學(xué)不穩(wěn)定現(xiàn)象，它能夠影響傳質(zhì)速率，為提高傳質(zhì)效率提供了一個(gè)有效的途徑。由表面張力引起的界面湍動(dòng)習(xí)慣上稱為Marangoni效應(yīng)。 本文建立了一套水平非穩(wěn)態(tài)氣液傳質(zhì)設(shè)備，采用光學(xué)紋影系統(tǒng)對(duì)丙酮/水和乙醇/水體系解吸傳質(zhì)過程的對(duì)流結(jié)構(gòu)的界面湍動(dòng)進(jìn)行了觀察。在氣液傳質(zhì)過程中發(fā)生了Marangoni對(duì)流現(xiàn)象。文章從Marangoni

2、不穩(wěn)定性的角度對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了解釋。 其次，本文還對(duì)傳統(tǒng)紋影方法中光源進(jìn)行了改進(jìn)，通過對(duì)紋影像光強(qiáng)度分布的分析和整個(gè)傳質(zhì)系統(tǒng)的標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)丙酮和乙醇解吸傳質(zhì)過程的濃度梯度場進(jìn)行了定量測(cè)量。定量分析表明丙酮/水、乙醇/水系統(tǒng)解吸過程中，引發(fā)界面湍動(dòng)的原因是局部較大的表面張力梯度。對(duì)濃度梯度場的分析結(jié)論很好的符合了傳質(zhì)過程出現(xiàn)的明暗條紋更替和傳質(zhì)中心分裂的現(xiàn)象。同時(shí)這種濃度梯度的不均勻分布引發(fā)了界面的小尺度流動(dòng)，加速了表面更新