探索气液降膜流动过程的传递现象研究

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1、硕士学位论又气液降膜流动过程的传递现象研究Y1531371TransportPhenomenaOccurredinCounter-CurrentGas—LiquidFallingFilmFlow学科专业：化学工程研究生：朱明指导教师：刘春江研究员天津大学化工学院二零零八年九月中文摘要液体降膜流动现象在过程工业中有重要的应用，深入研究降膜流动时的传递现象对于开发新型气液传质与反应设备具有重要意义。本文首先对液体降膜流动在过程工业中的应用进行了介绍，对相关的研究进展，包括理论预测，实验测量方面的最新研究成果进行了综述。本文第二部分对一种能够强化气液传质过程的液体双面降膜结构进行了实验和理论研究。工

2、作内容包括研制实验设备，测定不同工况下(比如不同液相进口浓度、不同气液相流速等)降膜传质效果，对比了不同填料结构的传质效果；建立了描述液体双面降膜流动与传质过程的数学模型，通过模拟计算得到了相关的气相速度分布和浓度分布，模拟结果与实验数据吻合较好。论文第三部分建立了描述湍流条件下气．液两相逆流降膜流动与传质过程的计算传递学模型，并对模型的适用性进行了实验验证，模拟结果和实验结果吻合较好。利用该模型分析了气、液相流速变化对传质的影响，在此基础上，又建立了流动与传质过程相互耦合作用的气．液逆流降膜解吸传质过程的计算传递学模型，结果表明考虑热质耦合作用的理论模型较传统模型能更好地模拟层流降膜过程的传

3、热、传质现象。关键词：两相流；双面降膜；湍流；热质耦合；计算传质学；计算传热学；计算流体力学ABSTRACTTransportphenomenaoffallingfilmflowcanbefoundinmanyfieldsofprocessindustry．Itisofgreatimportancetoinvestigatetheflowpatternsandmasstransferefficiencyforthedesignofnewtypeofmasstransferorchemicalreactionequipment．Thebackgroundoffallingfilmbeingapp

4、liedinprocessindustryandrecentlypublishedresearchworks，includingtheoreticalpredictionandexperimentalresearch，isintroduced．ReportsonDouble—Sidefallingfilm，fallingfilmunderturbulentcondition．andcouplingmasstransferwithheattransferarealsointroduced．Experimentaltestandcomputationalsimulationwereusedtoin

5、vestigatethemasstransferefficiencyforaDouble—Sidefallingfilmflow．Experimentalrigfortestingthemasstransferefficiencyoffallingfilmflowwasdesignedandtheconcentrationchangeoftheliquidphaseunderdifferentoperatingconditions，suchasflowrateofgasandliquid，weremeasured．Modelsforsimulatingmasstransferofthefall

6、ingfilmflowweredevelopedtopredicttheprofilesofvelocityandconcentrationingasandliquidphase．Thesimulatedresultsfitwellwithexperimentaldata．Theoreticalmodelforsimulatingthedesorptionprocessofiso-propanolsolutionintonitrogenwasproposed．Inthemodelsimultaneoustransportphenomenaofmomentum．heatandmasstransf

7、erprocesseswasconsidered．Experimentalworkwascarriedouttoverifytheproposedmodel．Itwasfoundthatthesimulatedresultswereingoodagreementwiththeexperimentaldatainsomecases．Theinfluenceofgasandliquidinletvel