微通道內氣液兩相流及傳質研究.pdf

1、隨著微化工技術的發(fā)展，微通道內氣液兩相流的流動行為已成為化工領域的研究前沿和熱點。本文對微通道內氣液兩相流的流型、空隙率、壓力降和傳質過程進行了研究。
　　 采用激光影像放大技術，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氣液兩相流的流型。實驗發(fā)現(xiàn)了文獻中從未報道過的穩(wěn)定分層流型，而且微通道內的流型轉換圖與文獻中的流型轉換圖差別很大。
　　 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)本實驗中微通道內的空隙率α與氣體體積流率β不再成線性關系，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出口的壓力來計算微通道內的壓力降梯度⊿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。在實驗數(shù)據(jù)的基礎上，

3、對已有兩相摩擦系數(shù)ΦL2的計算公式進行改進，提出了新的預測公式。
　　 利用氣體的PVT關系求出Y形100μm×400μm和T形100μm×800μm兩種矩形截面微通道內CO2-水的液側體積傳質系數(shù)k1a，發(fā)現(xiàn)其比常規(guī)尺度氣-液接觸設備至少提高了3個數(shù)量級，說明微通道中的氣液兩相質量傳遞效果相比于宏觀系統(tǒng)得到了明顯強化。此外，還發(fā)現(xiàn)k1a同時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