探索气液界面固体粒子运动及浓度分布情况

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1、天津大学硕士学位论文气液界面固体粒子运动及浓度分布情况姓名：宋静申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周明1999.5.1中文提要(固体微粒增强气液传质一直是近来科学家们研究的重点，现已提出了不同的机理来解释该现象，在各机理模型中一个重要因素是气液界面附近的固体粒子的浓度．)—7一本文一共分为三个部分：1)对固体颗粒增强气液传质的研究进展进行综述．2)研究气泡周围固体微粒的运动．3)研究气泡附近固体微粒的浓度分布．首先将气泡周围的作用区域分成两个部分：区域一离气液界面比较远，是长程力作用区域，主要是流体动力学作用；区域二离气液界面较近，约100—200rim，是短程

2、力作用区域，主要由静电力，范德华力和结构力组成．考虑区域～作用力的影响，在本文中，我们利用数字相关图象法对固定气泡周围的固体微粒的运动进行测量，固体微粒选择的是粒径为25，硎的A1203，主体流速为1．91×10"3m／s．得到在不同中心角情况下，固体微粒的相对切向速度和相对法向速度，并与理论上的中间流模型相比较．f考虑区域二作用力，首先采用BPu方法，测定在静态情况下固体粒子与气泡粘附情况，以及不同操作条件(不同的粒径大小，不同的表面张力、电解质)对粘附角的影响．在固体颗粒的选择上，选择了憎水颗粒活性碳，亲水颗粒分子筛，A1203，粒径范围是20—110j肼．当气泡与

3、固体微粒有相对运动时，利用数字相关图象法测定气泡周围的粒子浓度，改变不同的操作条件，(不同流速、不同固含率、吸附质)对粒子浓度的影响．引入膜裂压的概念对实验结果进行讨论，并讨论了固体微粒的稳定性问题．卜—r⋯最后本文分析了固体颗粒的存在对气液传质的影响．关键词：固体颗粒气液传质增强作用粘附可能性数字相关图象法AbstractTheenhancementofgas·liquidmasstransferprocessbyaddingsmallsolidparticleshaslongbeenpaidmuchattentionbythescientists．Therearem

4、anydifferentmechanismstoexplainthesephenomena．Inthesemechanisms，animportantfactoristheconcentrationofthesolidparticlesnearthegas—liquidinterface．Thescopeofthethesisincludes：1)summaryoftheprogressofenhancementofgas-liquidmasstransferbyaddingfinesolidparticles．2、studyofthefinesolidparticle

5、s’motionnearthebubble．3、studyoftheConcentrationdistributionofthefinesolidparticlesnearthebubble．Firstwedistinguishtwozonesaroundthebubble．Zone1：Theregionfarfromthebubblesurfaceinwhichonlyhydrodynamicforcesareactive．ParticlemotionthroughZonelisduetothefielddragandinertialforces．Zone2：Ther

6、egionneal"thebubblesurfaceaboutlOOnm一200hm．Therearemainlythreemolecular-physicalforcesactinginzone2：a)theion-electrostaticcomponents．b)theelectrodynamicscomponents，c)thestructuralcomponents．Theycaneitherpreventoracceleratethecompleteapproachoftheparticles．Thinkingoftheforcesinzone1，inthi

7、sthesis，wemeasurethemotionof也efinesolidparticlesaroundthefixedbubblebythedigitalcorrelationimagemethod(DICM)．WechooseA1203asfinesolidparticlewhoseradiusare25删．Theliquidvelocityis4．78x10。m／s．Wegot也efinesolidparticle’SrelmNeradialvelocityandrelativetangentialvelocityunderth