水平电场中的液滴行为及传质过程研究

《水平电场中的液滴行为及传质过程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、厦门大学硕士学位论文水平电场中的液滴行为及传质过程研究姓名：周彤申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：高浩其;李军2001.6.1幽■I+●Y421976水平电场中的液滴行为及蓓囊过程研究摘要本文系统的研究了电场中的液滴行为及其对传质过程的影响。根据电促过程的特性，选择了甲苯(E)．JR(R)．乙酸(S)、四氯化碳(E)一水(R)-乙酸(S)、正己烷①)_水(鼬．丙酸(s)和乙醚(E)．水(R)．丙酸(s)四个体系作为研究对象。着重考察了体系界面张力、场强、频率对分散相液滴粒径和传质过程的影响。／本文首先分

2、析了界面张力与溶质浓度的关系。采用界面相的概念，从Gibbs吸牌温式出发，用Langmuir模型模拟界面处的吸附，再用Margules方程考虑体系的非理想性并做了进一步的简化，得到了模拟三元两相不互溶体系界面张力的两参数显式模型。应用于实验结果和文献值的120个点，平均相对误差仅为4．15％，比经典的Szyszkowski模型提高了精度和应用范围。而后，从液滴在水平电场中的受力分析出发，经过一定的简化首次导出了水平电场中液滴的平均粒径和平均运动速度与场强关系的预测模型，其计算结果与实验结果吻合较好。从实验和模型

3、两方面反映出公认的液滴破碎临界场强，同时指出了液滴破碎极限场强的存在，从而为电场中的萃取过程提出了电场操作区的概念。为考察电场对传质的影响，在实验和理论两个方面对前述四个体系进行了研究。根据实验的混合和萃取过程建立了传质方程，应用上述两个模型于传质过程的计算，计算结果与实验结果基本一致。各个体系的传质速率在电场的作用下有不同程度的增加。正己烷∞·水(R)．丙酸(s)体系的传质初始速率在高场强下比无电场下提高了近10倍，而乙醚(E)．水(R)．丙酸(S)体系只有1．3倍。另外，还在固定场强下实验研究了不同脉冲频率

4、对传质速率的影响，发现总传质系数随频率增加表现为文献所述的波浪型变化。为考察电场中传质过程的实际应用，对电促芳烃萃取过程进行了探索。结果表明：在所定义的电场操作区内，特别是在接近液滴破碎极限场强时，电促过程每厘米理论级数比乱堆0环(6×7mm)填料塔可提高3倍以上；而在接近液滴破碎临界场强时其每厘米理论级数与乱堆0环填料塔相近；高场强情况下，溶剂比低、，的缺陷是进一步工业化的障碍。沙—“关键词：电场，液滴行为，传质，芳烃萃取。。、一7f．．t●t、々lDropletBehaviorsandMassTransfe

5、rUnderHorizontalElectricFieldsZhouTong(DepartmentofChemicalEngineering，XiamenUniversity)‘AbstractDropletbehaviorsandtheireffectsonmasstransferunderhorizontalelectricfieldweresystematicallystudiedonthispaper．Basedonthecharacteristicsofelectricallydrivensepara

6、tion，foursystems，toluene(E)-water(R)-acetieacid(S)，tetrachloro-methane(E)-water-acaticacid(S)，n．hexane(E)．water(R)一propanoicacid(S)andethe“E)-wa∞e“R)一propanoicacid(S)，werechosenandtheinfluenceofinteffacialtension，electricfieldstrengthandpulsefrequencyondropl

7、etdiameterandmasstransferwasinvestigatedindetail．BasedontheconceptofinterracialphaseandGibbsisothermaladsorptionequation，interfacialadsorptioninternaryliquid··liquidinsolublesystemsWasmodeledbyusingLangmuirequation-Thusamodeldescribingtherelationshipofinterf

8、acialtensionandsoluteconcentrationwithtwoparametershasbeenachieved．inwhichthenon-idealityofthesystemswascorrectedbyMargulesequation．Thecomparisonofcalculatingvalueswith120pointsoftheexperimental