探索气体吸收过程的界面传质机理的理论研究

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1、天津大学硕士学位论文气体吸收过程的界面传质机理的理论研究姓名：杨雄文申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马友光20030101中文摘要两相流传质是化工领域大量存在的现象，迄今为止，两相流传质效率低的问题仍未得到彻底解决。为了揭示传质机理，提高传质效率，降低能耗，从本世纪初，就不断有新的模型问世，但是由于流体力学理论发展的限制，目前的研究大多局限于宏观的表面现象，对其内在的传递特性和机理有待进一步深入。本文对于气泡在界面处的传质机理，在理论方面主要作了以下工作：1．综述了界面传质研究的发展历史与现状、两相流气泡传质的理论和实验研究

2、现状以及第三组分对气液传质影响的研究进展。2．从求解对流扩散方程入手，建立了气泡在液相中进行传质时界面处液相侧的浓度场分布模型：⋯，廿]薛裔露并结合乙醇．C02物系对该模型进行了数值模拟，模拟结果与实验吻合较好。通过所建立的模型，从理论上对气泡界面附近气泡浓度随角度和流速的变化过程进行了模拟分析，并得到了一些有意义的结果。3．对于第三组分对气泡传质的影响，在理论方面分析了表面活性物质对气泡表面速度的影响，并分析了加入表面活性剂后，扩散系数D。、气泡半径R、表面张力梯度Act、吸附强度m等几个因素对气泡表面速度的影响；为进一步深入研究在

3、第三组分存在条件下界面传质过程的规律打下了基础。关键词：气泡传质数值模拟表面活性剂界面ABSTRACTTwo-phase·-fluidbubblemasstransferiswidelyencounteredinchemicalengineeringprocesses，andtheefficienciesofmasstransferstillremainverylowuntilnOW．Severalmodelshavebeenproposedsincethebe：ginningofthiscenturyinordertoimprove

4、theefficiencyofmasstransferandcutdownenergyconsumption．Becauseofthelimitationofthedevelopmentofhydrodynamictheories，moststudieswerelimitedinmacrophenomenaandthemicromechanismandcharacteristicneedfurtherstudy．Inthispaper,thetheoryofinterracialmasstransferofbubbleswasstud

5、iedinthefollowingaspects：1．Theprocessofinterfacialmasstransferandthetheoreticalandexperimentalstudiesoftwo-phase．fluidbubblemasstransferandtheinfluenceofthethirdcomponentongas-liquidmasstransferwerebrieflyreviewed．2．Basedontheconvection-diffusionequation，theinterfaeialc

6、oncentrationfieldmodelofbubbleinliquidphaseWasestablishedandtheconcentrationdistributionmodelCanbewrittenas"⋯斗爿菘胬f3U6R～i百．111emodelissimulatedbynumericalmethodforC02-ethanolspecies，thecalculatedresultsareinwellaccordancewimtheexperimentalones．Accordingtothepreviousmodel

7、，theconcentrationsnearinterfaceofthebubblearesimulateinvariousanglesandvelocitiesandsomevaluableresultsareattained．3．Theinfluenceofthethirdcomponenlongas-liquidmasstransferistheoreticalstudiesandtlleinfluencefactorsofsurfactantsontheinterfacialvelocityofbubblesareanalyz

8、ed，includingdiffusioncoefficientDs，theradiusofbubbleR，theadsorptionintensitym．thesurfaceintensiongradient△盯and