液-液两相界面传质过程的研究

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1、天津大学硕士学位论文液-液两相界面传质过程的研究姓名：赵超凡申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马友光20070101中文摘要相际传质在化工过程中占有重要地位，由于界面区的特殊性质，相间传质理论尚未发展成熟，要对其进行深入研究须从微观入手j关于气一液界面传质机理已多有报道，但是液一液界面传质研究尚不多见。本文利用激光实时全息干涉法，从微观上对液一液传质过程的界面现象及传质特性进行了研究。设计并建立了一套用于液一液传质过程研究的激光实时全息干涉及液一液传质模拟系统，利用CCD摄像仪和计算机图像采集与处理

2、系统，实时观测和采集了传质过程干涉条纹变化；应用VC++语言编程对干涉条纹图进行处理，得到了条纹偏移量和条纹间距等数据，根据测定的折射率一浓度关系曲线，得到了传质过程浓度分布，进而求得近界面浓度、传质系数、浓度边界层厚度等参数。对溶质穿过洁净油水界面的传质过程和水相添加表面活性剂的传质过程分别进行了研究。在油相侧，实时观测了传质过程中的界面湍动现象，发现随着水相主体浓度的增大，近界面浓度近似呈线性增大，而传质系数呈指数增加，这种变化归因于界面湍动。然而，水相侧未见有界面湍动产生。由水相侧浓度分布可以看出，近

3、界面的浓度曲线近似为线性，但远离界面时则呈现明显的非线性。随着油相侧溶质主体浓度的增加，水相侧近界面浓度的增加呈指数变化。研究了表面活性剂对界面传质过程的影响，建立了表面活性剂浓度与界面能的关系，预测了界面浓度随表面活性剂浓度的变化，计算值与实验数据吻合良好。三种传质体系近界面浓度曲线变化趋势大致相同，分别在表面活性剂浓度为0．2、O．3、0．6xlO—tool·Lq时降到最低点，而后又随之增加；但该转折点不是表面活性剂的临界胶束浓度点。本文主要结论为：界面湍动对传质具有明显的促进作用，液．液界面传质过程存

4、在界面阻力，两相在界面处是非平衡的，微量表面活性剂对液．液传质有阻碍作用，达到某一点后又促进传质，该转折点由活性剂本身决定且受溶质和油相性质影响。关键词：激光全息干涉；浓度分布；近界面浓度；表面活性剂；界面非平衡ABSTRACTInterphasemasstransferplaysanimportantroleinchemicalengineeringprocess．Becauseofthespecialpropertyofinterfacephase，theconventionaltheoriesofin

5、terphasemasstransferhavenotyetreachedfulldevelopment；thereforeitisvkallynecessarytOdeeplystudythetheoriesinthemicro-scaleleVeLThestudyongas-liquidinterracialmasstransfermechanismhasbeenreportedconsiderably,butfewaboutliquid-liquidinterfacialmasstransfer．By

6、useofthereal-timeholographictechnique，theinterfacialphenomenaandthecharacteristicofmasstransferduringtheliquid-liquidmasstransferprocesswereinvestigated．。Areal··timelaserholographicinterferometerandaliquid--liquidmasstransfermodelingeelwerespeciallydesigne

7、dandestablishedtOobservethephenomenaandcharacteristicofinterfacialmasstransfer,andtheprincipleandmethodofmeasurementswerealsointroducedrespectively．TheholographicdiagramsofmasstransferthroughtheinterfaceofoilandwaterwereobtainedusingaCCDcameraandthecompute

8、rpicturecolectionandtreatmenttechnique．TheprogramminglanguageVisualC-HWasusedtodealwiththeholographicdiagrams，thusthes№andintervalofinterferencefringeswereattained，accordingtothecorrelationbetweenrefractivein