探索纳米流体强化气液传质研究

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1、天津大学硕士学位论文纳米流体强化气液传质研究姓名：张树杨申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐忠利201006摘要纳米流体具有导热系数高、均匀、稳定的特点，使其成为强化传热研究热点。本文借鉴纳米流体用于强化传热方面的研究成果，通过对传热与传质机理之间共性与差异性的比较，对纳米流体气液传质的增强作用进行实验研究与理论分析。本文利用两步法制备了各种稳定的纳米流体，并采用沉降实验和扫描电镜(SEM)测定手段对纳米流体的悬浮稳定性和分散进行了分析。结果表明，制各得到的纳米流体具有良好的稳定和分散性能。在配制出稳定纳米流体的基础上，对其粘度和表面张力性质进行了研究。实验研究

2、表明，纳米流体在低浓度下为牛顿型流体，粘度受纳米粒子体积含量影响最大，二者呈正比关系，颗粒粒径和温度也是重要影响因素。表面张力相对于基液变化不大，只是随着粒子体积含量的增加略有减小。设计并建立了一套纳米流体强化气体吸收试验装置，从气体泡状吸收质量传递过程的角度，探讨了纳米颗粒的加入对吸收过程的强化作用。气体吸收速率随着纳米流体中粒子体积含量的增加而增大，并且在吸收达到平衡时，液相中气含量会有略微上升。纳米颗粒的加入引发了基液内部的微对流，提高了基液的扩散性能，引入了传输效应，阻碍了气泡的聚并，增加了C02在流体中的气含率，进而强化了C02在纳米流体中的吸收速率。建立了一

3、套水平气液界面传质模拟装置，利用粒子成像测速仪(PⅣ)对纳米流体．C02体系解析传质过程的液相内部微对流现象进行了定量分析。纳米流体微对流发生在液相主体中，随着粒子体积含量的增加而加剧，对流形状一般为滚筒状。气体的解析速度和涡量相对基液明显增加，纳米流体表现出较高的解析潜力。最后利用格子Boltzm枷方法对纳米流体的流场情况进行了模拟，纳米粒子的加入，明显增大了流场的湍动强度，有利于能量和质量的传输。关键词：纳米流体强化传质物性增强因子ABSTRACTN锄onuidShasspecialpropertiesofllighermenmlconductiVity，s叩eri

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