發(fā)布時間：2017-11-01 07:44

  本文關(guān)鍵詞：平行微通道內(nèi)氣液兩相流相分配特性的實驗研究

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【摘要】：20世紀末,為滿足高新科技發(fā)展及綠色節(jié)能的需要,微化工技術(shù)便以其靈活、高效、快速以及高度集成的優(yōu)點引起了相關(guān)研究者的廣泛關(guān)注。作為微化工技術(shù)研究與應(yīng)用的基礎(chǔ),有關(guān)微通道內(nèi)氣液兩相流動行為相關(guān)的研究報道更是層出不窮。但目前國內(nèi)外的研究多集中于直管與分歧管單通道,而對于氣液兩相流在平行微通道中的研究則鮮有文獻報道。然而,在工業(yè)運用中,單個微通道則遠遠不能滿足我們的實際需求,譬如,微反應(yīng)器中反應(yīng)元件的集成、微型電子設(shè)備的冷卻等等,都是在平行微通道中進行的。另一方面,相比于直管和分歧管單通道,更顯著的兩相重新分配現(xiàn)象將會發(fā)生在氣液兩相流經(jīng)平行微通道的時候,造成氣液兩相的比例在各支管與主管中嚴重不一致,直接影響了設(shè)備的高效運行。鑒于此,本文以主管和側(cè)支管水力直徑分別為0.6mm和0.4mm的平行微通道作為研究對象,對氮氣—SDS水溶液兩相流在平行微通道內(nèi)的相分配行為進行了一系列實驗研究。實驗在常溫常壓(25℃,100kPa)下進行,在由透明有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,英文名稱PMMA)加工而成的平行微通道內(nèi),利用由高速攝影儀及萊卡顯微鏡所組成的高速記錄系統(tǒng),對微通道內(nèi)的氣液兩相流動狀況進行可視化觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各平行側(cè)支管內(nèi)存在比較嚴重的氣液兩相分配不均現(xiàn)象。為了進一步研究其機理,本文通過改變?nèi)肟诹餍蜅l件、流體物性、平行側(cè)支管數(shù)量以及微通道壁面潤濕性,進而考察多種因素對平行微通道內(nèi)氣液兩相流相分配特性的影響。根據(jù)實驗過程中得到的數(shù)據(jù),我們以支管序號數(shù)作為橫坐標,以側(cè)支管氣(液)相采出分率作為縱坐標,分別繪制給定實驗條件下各側(cè)支管內(nèi)的氣(液)兩相分配結(jié)果圖,經(jīng)分析對比發(fā)現(xiàn):(1)平行微通道內(nèi)氣液兩相分配顯著地受微通道入口流型的影響;(2)平行微通道支管數(shù)對氣液兩相流的相分配情況影響明顯,但影響程度因微通道入口流型而異;(3)微通道的壁面潤濕性對氣液兩相流的相分配影響顯著。
【關(guān)鍵詞】：平行微通道 氣液兩相流 相分配 可視化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ021.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 微通道概述11-13
• 1.2.1 微通道尺度劃分12
• 1.2.2 尺度效應(yīng)12-13
• 1.3 微通道內(nèi)氣液兩相流13-16
• 1.3.1 氣液兩相流概述13
• 1.3.2 兩相流基本參數(shù)13-16
• 1.4 微通道內(nèi)氣液兩相流研究現(xiàn)狀16-25
• 1.4.1 氣液兩相流型研究17-24
• 1.4.2 微通道分歧管內(nèi)氣液兩相相分配特性研究24-25
• 1.5 論文工作的提出25-26
• 第二章 實驗系統(tǒng)26-31
• 2.1 實驗裝置系統(tǒng)26-28
• 2.2 實驗步驟28-29
• 2.3 實驗工質(zhì)29
• 2.4 數(shù)據(jù)處理29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 氮氣-SDS水溶液在四支管平行微通道內(nèi)的氣液兩相相分配特性31-39
• 3.1 實驗方法31-32
• 3.2 實驗流體32-33
• 3.3 實驗結(jié)果與討論33-37
• 3.3.1 入口流型觀察33-34
• 3.3.2 氣液兩相進口流率對相分配的影響34-37
• 3.4 本章結(jié)論37-39
• 第四章 氮氣-SDS水溶液在三支管平行微通道內(nèi)的氣液兩相相分配特性39-48
• 4.1 實驗流體39
• 4.2 實驗點的選取39
• 4.3 實驗結(jié)果與討論39-47
• 4.3.1 氣液兩相進口流率對兩相分配的影響39-43
• 4.3.2 微通道支管數(shù)對氣液兩相分配的影響43-47
• 4.4 本章結(jié)論47-48
• 第五章 氣液兩相流在親水性平行微通道內(nèi)相分配特性的實驗研究48-58
• 5.1 實驗流體48
• 5.2 實驗點的選取48
• 5.3 實驗結(jié)果與討論48-56
• 5.3.1 氣液兩相進口流率對兩相分配的影響48-51
• 5.3.2 微通道內(nèi)壁親水性對氣液兩相分配的影響51-56
• 5.4 本章結(jié)論56-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果66-67
• 致謝67-68
• 答辯委員會對論文的評定意見68

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