本文關(guān)鍵詞：泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床傳質(zhì)性能研究

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【摘要】：作為過程強(qiáng)化的典型代表之一,超重力技術(shù)目前已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室走向了工業(yè)化應(yīng)用。超重力技術(shù)的核心裝備是旋轉(zhuǎn)填充床,而填料則是旋轉(zhuǎn)填充床的重要組成部分,它是混合與傳遞發(fā)生的主要場(chǎng)所。選取合適的填料類型和優(yōu)化其結(jié)構(gòu)是進(jìn)一步提高傳質(zhì)效率的重要措施之一。采用優(yōu)化旋轉(zhuǎn)填充床內(nèi)部構(gòu)件來提高設(shè)備能效也已成為當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)。因此,對(duì)旋轉(zhuǎn)填充床內(nèi)新型填料的傳質(zhì)性能研究工作有著十分重要的意義。本論文利用化學(xué)一步浸泡法對(duì)泡沫鎳填料進(jìn)行了疏水改性和表征,并分別對(duì)改性前后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床的傳質(zhì)性能進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,擬合了傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。最后,進(jìn)行了泡沫鎳填料中流體流動(dòng)的可視化實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步探究了傳質(zhì)強(qiáng)化原因。主要研究結(jié)果如下：(1)經(jīng)過疏水改性后,泡沫鎳填料的表面接觸角增大約了25°,通過掃描電鏡的圖片可以看到在填料表面形成了球體,球體上布滿著微納米級(jí)的“花瓣?duì)睢比S結(jié)構(gòu),此微納米結(jié)構(gòu)對(duì)填料表面的疏水性能起到了重要作用。(2)改性前后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床的有效傳質(zhì)比表面積和液相體積傳質(zhì)系數(shù)隨旋轉(zhuǎn)填充床轉(zhuǎn)速、液體流量和氣體流量的增大而增大。相同條件下,改性后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床比改性前泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床液相體積傳質(zhì)系數(shù)平均提高約28%。改性前后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床的氣相體積傳質(zhì)系數(shù)隨旋轉(zhuǎn)填充床轉(zhuǎn)速、液體流量和氣體流量的增大而增大。相同條件下,改性后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床比改性前泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床氣相體積傳質(zhì)系數(shù)平均提高約7%。通過改性前后泡沫鎳填料對(duì)液膜和氣膜控制體系傳質(zhì)系數(shù)強(qiáng)化作用的比較可知,泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床對(duì)于由液膜控制的傳質(zhì)過程表現(xiàn)出更加顯著的強(qiáng)化效果。進(jìn)一步對(duì)所獲得的傳質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)聯(lián)式擬合,發(fā)現(xiàn)各傳質(zhì)系數(shù)的理論值與實(shí)驗(yàn)值吻合性較好,偏差維持在±15%之間。(3)為進(jìn)一步探究改性填料的傳質(zhì)強(qiáng)化原因,采用自行研制的可視化平臺(tái),研究改性前后填料對(duì)液體的切割分散作用。靜態(tài)可視化研究結(jié)果表明,改性后泡沫鎳填料對(duì)液滴具有更好的分散性。穿過改性后泡沫鎳填料而分散的液滴直徑比未改性的填料減小約20%；在動(dòng)態(tài)可視化實(shí)驗(yàn)中,穿過改性后泡沫鎳填料的液滴直徑比未改性的平均減小約13%。動(dòng)態(tài)可視化實(shí)驗(yàn)表明,液滴平均直徑隨填料厚度和旋轉(zhuǎn)填充床的轉(zhuǎn)速的增大而減小。但是,當(dāng)液體流量增大時(shí),液滴平均直徑隨之增大。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)填充床 傳質(zhì) 泡沫鎳填料 可視化
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ021.4
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符號(hào)說明15-17
• 第一章 文獻(xiàn)綜述17-29
• 1.1 前言17
• 1.2 氣液傳質(zhì)理論概述17-19
• 1.2.1 氣液傳質(zhì)及研究意義17
• 1.2.2 氣液傳質(zhì)模型17-19
• 1.3 超重力技術(shù)背景19-23
• 1.3.1 超重力技術(shù)簡(jiǎn)介19-21
• 1.3.2 超重力技術(shù)工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀21-22
• 1.3.3 旋轉(zhuǎn)填充床傳質(zhì)性能研究概況22-23
• 1.4 泡沫鎳填料研究現(xiàn)狀23-26
• 1.5 研究意義與主要研究?jī)?nèi)容26-29
• 第二章 泡沫鎳填料的改性及表征29-37
• 2.1 引言29
• 2.2 泡沫鎳填料的改性方法29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器30
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法與流程30-31
• 2.4 改性結(jié)果表征31-35
• 2.4.1 靜態(tài)接觸角分析31-33
• 2.4.2 掃描電鏡分析33-35
• 2.4.3 光電子能譜分析35
• 2.7 本章小結(jié)35-37
• 第三章 泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床液相體積傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 快速反應(yīng)體系傳質(zhì)機(jī)理37-40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分40-44
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置與儀器40-41
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)方法及流程41-44
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論44-48
• 3.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)有效傳質(zhì)比表面積和液相傳質(zhì)系數(shù)的影響44-45
• 3.4.2 液量對(duì)有效傳質(zhì)比表面積和液相傳質(zhì)系數(shù)的影響45-46
• 3.4.3 氣量對(duì)有效傳質(zhì)比表面積和液相傳質(zhì)系數(shù)的影響46-48
• 3.5 改性前后泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床傳質(zhì)性能對(duì)比48-53
• 3.5.1 轉(zhuǎn)速對(duì)有效傳質(zhì)比表面積、液相傳質(zhì)系數(shù)和液相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響48-49
• 3.5.2 液量對(duì)有效傳質(zhì)比表面積、液相傳質(zhì)系數(shù)和液相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響49-51
• 3.5.3 氣量對(duì)有效傳質(zhì)比表面積、液相傳質(zhì)系數(shù)和液相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響51-53
• 3.6 有效傳質(zhì)比表面積的關(guān)聯(lián)式擬合53-54
• 3.7 液相體積傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)聯(lián)式擬合54-55
• 3.8 本章小結(jié)55-57
• 第四章 泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床氣相傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定57-65
• 4.1 引言57
• 4.2 氣相傳質(zhì)57-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)部分58-59
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器58
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法及流程58-59
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論59-62
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)氣相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響59-60
• 4.4.2 液量對(duì)氣相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響60-61
• 4.4.3 氣量對(duì)氣相體積傳質(zhì)系數(shù)的影響61-62
• 4.5 氣相體積傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)聯(lián)式擬合62-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第五章 泡沫鎳填料旋轉(zhuǎn)填充床流動(dòng)可視化研究65-73
• 5.1 引言65
• 5.2 液體流動(dòng)形態(tài)的靜態(tài)可視化研究65-68
• 5.2.1 操作方法65-67
• 5.2.2 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果67-68
• 5.3 旋轉(zhuǎn)填充床中液體流動(dòng)形態(tài)的動(dòng)態(tài)可視化研究68-72
• 5.3.1 操作方法68-70
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與建議73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 建議74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-83
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介83-84
• 碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書84-85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Youzhi Liu;Deyin Gu;Chengcheng Xu;Guisheng Qi;Weizhou Jiao;;Mass transfer characteristics in a rotating packed bed with split packing[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2015年05期

2 張靚;趙寧;徐堅(jiān);;特殊浸潤(rùn)性表面在油水分離中的應(yīng)用[J];科學(xué)通報(bào);2013年33期

3 孫潤(rùn)林;向陽;楊宇成;鄒海魁;初廣文;邵磊;陳建峰;;超重力旋轉(zhuǎn)床液體流動(dòng)的可視化研究[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2013年03期

4 荊鵬;遲煜，

本文編號(hào)：534185