气液降膜流动过程的传递现象研究

论文摘要

液体降膜流动现象在过程工业中有重要的应用,深入研究降膜流动时的传递现象对于开发新型气液传质与反应设备具有重要意义。本文首先对液体降膜流动在过程工业中的应用进行了介绍,对相关的研究进展,包括理论预测,实验测量方面的最新研究成果进行了综述。本文第二部分对一种能够强化气液传质过程的液体双面降膜结构进行了实验和理论研究。工作内容包括研制实验设备,测定不同工况下（比如不同液相进口浓度、不同气液相流速等）降膜传质效果,对比了不同填料结构的传质效果;建立了描述液体双面降膜流动与传质过程的数学模型,通过模拟计算得到了相关的气相速度分布和浓度分布,模拟结果与实验数据吻合较好。论文第三部分建立了描述湍流条件下气-液两相逆流降膜流动与传质过程的计算传递学模型,并对模型的适用性进行了实验验证,模拟结果和实验结果吻合较好。利用该模型分析了气、液相流速变化对传质的影响,在此基础上,又建立了流动与传质过程相互耦合作用的气-液逆流降膜解吸传质过程的计算传递学模型,结果表明考虑热质耦合作用的理论模型较传统模型能更好地模拟层流降膜过程的传热、传质现象。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 气液两相降膜流动研究进展
• 1.2 降膜流动传质过程研究进展
• 1.3 文献综述小结和本文工作概述
• 第二章 双面降膜流动与传质的实验及理论研究
• 2.1 双面降膜实验
• 2.1.1 实验设备及实验流程
• 2.2 双面降膜传质模型
• 2.2.1 物理模型
• 2.2.2 数学模型
• 2.2.3 初始条件
• 2.2.4 边界条件
• 2.2.5 数值求算方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同插板对降膜传质的影响
• 2.3.2 液相进口浓度对传质的影响
• 2.3.3 气液流速对传质的影响
• 2.3.4 温度对传质的影响
• 2.4 传质与流动的细节分析
• 2.4.1 不同插板面上的降膜流动
• 2.4.2 不同插板面上的降膜传质
• 2.4.3 传质模型与实验结果对比
• 2.5 小结
• 第三章 湍流条件下平板降膜流动与传质过程的实验及理论研究
• 3.1 湍流下二维降膜传质模型
• 3.1.1 物理模型
• 3.1.2 数学模型
• 3.1.3 数值求算方法
• 3.1.4 边界条件
• 3.1.5 结果和讨论
• 3.2 平板降膜传热、传质中耦合扩散效应的研究
• 3.2.1 物理模型
• 3.2.2 传质源项
• 3.2.3 热量输运方程与传热源项
• 3.2.4 边界条件
• 3.2.5 模拟结果
• 3.3 结论
• 符号说明
• 参考文献
• 致谢