氣液傳質(zhì)過程存在于多種化工過程當(dāng)中,以火力發(fā)電企業(yè)為例,其脫硫脫硝以及濕式電除塵過程均以煙氣與吸收液的氣液傳質(zhì)為基礎(chǔ),提高氣液傳質(zhì)效率對于降低設(shè)備能耗、減少污染物排放具有重要意義。納米顆粒強(qiáng)化氣液傳質(zhì)作為近年來興起的一種氣液傳質(zhì)強(qiáng)化手段,得到了相關(guān)學(xué)者的關(guān)注與研究。但之前研究主要基于宏觀實驗來獲得納米顆粒強(qiáng)化吸收的宏觀效果,對納米顆粒在吸收過程的微觀特性缺乏充分認(rèn)識,影響了對氣液傳質(zhì)過程的深入研究。本文主要針對納米顆粒強(qiáng)化液滴蒸發(fā)過程中的氣液傳質(zhì)薄層顆粒微觀狀態(tài)進(jìn)行了相關(guān)的實驗研究,并通過數(shù)字圖像處理技術(shù)對液滴蒸發(fā)過程中的傳質(zhì)速率以及納米顆粒強(qiáng)化傳質(zhì)效果進(jìn)行了計算與分析:首先,本文對此次微觀實驗用全內(nèi)角反射熒光顯微鏡(Total Internal Reflection Fluorescence microscope,以下簡稱TIRF)實驗臺的構(gòu)成進(jìn)行了介紹,重點分析了此次納米顆粒強(qiáng)化氣液傳質(zhì)微觀運(yùn)動狀態(tài)觀測的實驗圖像MATLAB數(shù)據(jù)處理過程并通過圖片算例對相關(guān)處理過程有效性進(jìn)行了驗證。其次,本文基于上述實驗體系針對納米顆粒強(qiáng)化去離子水液滴蒸發(fā)傳質(zhì)過程進(jìn)行了實驗研究,通過數(shù)據(jù)處理得到了納... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１所示），他們分別測試了質(zhì)量??分?jǐn)?shù)為〇．０丨°／

高習(xí)群等人［２８］通過實時激光全息干涉系統(tǒng)，結(jié)合顯微放大技術(shù)，得到了氣液界??面附近液相側(cè)的濃度場分布情況并以干涉條紋變化特點定性表征了濃度邊界層的??厚度，在該實驗過程中形成的干涉條紋如圖１－２所示，實驗結(jié)果表明在氣液傳質(zhì)體??系中加入固體顆粒、表面活性劑等第三相后會引起局部界面湍動現(xiàn)象從而強(qiáng)化傳質(zhì)??過程。??＿＿＿鍾纖??圖１－２湍動過程干涉條紋??（３）納米顆粒可視化實驗??納米顆粒在流體中的特性參數(shù)的實驗觀測過程主要分為兩個不同的方面：直接??測量，針對納米顆粒進(jìn)行直接跟蹤測量，通過光學(xué)系統(tǒng)成像直接捕捉運(yùn)動中的納米??顆粒并進(jìn)行分析；間接測量，在納米顆粒中添加一定比例的經(jīng)過處理的熒光顆粒，??充分震蕩分散后通過光學(xué)顯微鏡捕捉視野中的熒光顆粒并進(jìn)行測量。??１）直接觀測??直接觀測技術(shù)中對于較大直徑顆粒微觀運(yùn)動觀測應(yīng)用較多的是激光多普勒測??速技術(shù)（Ｌａｓｅｒ?Ｄｏｐｐｌｅｒ?Ｖｅｌｏｃｉｍｅｒｔｒｙ，?ＬＤＶ）。這種技術(shù)工作原理基于光源與運(yùn)動顆??６??

粒之間存在相對運(yùn)動會導(dǎo)致信號接收器接收的光波較原來光波頻率發(fā)生變化，通過??對信號進(jìn)行處理便可以分析出顆粒的位移以及速度。Ｋｈｅｉｆｅｔｓ等人１利用光電效應(yīng)??測試了樣品池中懸浮單個微納米顆粒的布朗運(yùn)動，實驗方案如下圖１－３所示。相向??的直徑１０６４和５３２?ｎｍ的兩個激光束（圖中紅色、綠色箭頭線）通過兩個顯微鏡聚??焦（ＯＢＪ１以及ＯＢＪ２）聚焦于樣品池內(nèi)焦點處（即檢測到的微球布朗運(yùn)動所處位置??范圍）。１０６４?ｎｍ激光通過雙色鏡一部分（５％）反射到低功率直流平衡光電探測器??（ＤＣ?Ｂｒｏ），絕大部分（９５％）透射后到高功率交流耦合平衡光電探測器（ＡＣＢｒｏ）??來檢測樣品池內(nèi)微球的橫向運(yùn)動，該實驗中微球為３．７＾ｍ直徑的鈦酸鋇微球。??ＤＭ?Ｉ?Ｉ?ＤＭ??ｊ?Ｌ?％，?５３２ｎｍ????ＯＢＪ１?，■屬ｎ?ＯＢＪ２??產(chǎn)：一—??１０６４ｎｍ?“?■?■?￡??，９５％ｌ、、ｇ???Ｓｉｇｎａｌ?／?、、、＇?；ｅＬ?１??４?Ｌ??Ｎｏｉｓｅ?／?？?ＡＯ?ｄＰＵ?、＇、＇??ｘ⑴?一?＇、、??；｜??丨－?｜?—－ｖ；??圖１－３懸浮液中中．個微納米顆粒運(yùn)動的激光多普勒測試法??微觀角度研宄直徑更小的納米顆粒運(yùn)動的另一種直接測量方法為激光散斑法??（ＬＳＶ），該方法關(guān)鍵工作步驟為納米顆粒運(yùn)動的顯微成像技術(shù)以及通過對所獲得圖??像進(jìn)行數(shù)值分析計算納米顆粒運(yùn)動所成影像的位移結(jié)合不同照片之間的拍攝間隔??便可求出顆粒的運(yùn)動速度。Ｑｉａｎ等人１利用改進(jìn)的ＬＳＶ系統(tǒng)（如下圖所示）觀察??了?Ｆｅ３０４納米流體中納米顆粒的運(yùn)動情況，發(fā)現(xiàn)顆粒體積份額是影響散斑質(zhì)量的重??要因素

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]分散顆粒增強(qiáng)氣液傳質(zhì)機(jī)理及模型研究[D]. 張丹.天津大學(xué) 2006

碩士論文
[1]蒸發(fā)液滴三相接觸線附近流動特性的可視化研究[D]. 肖叢杰.華北電力大學(xué)(北京) 2016



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