本文關(guān)鍵詞：基于激光干涉的磁致低溫氧氮傳質(zhì)過程可視化實驗研究

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【摘要】：工業(yè)氣體是現(xiàn)代工業(yè)的“血液”, 其中需求量最大的氧、氮、氬,主要來自于空氣分離。在空分設(shè)備大型化與節(jié)能化的發(fā)展趨勢下,研究人員希望能綜合應(yīng)用不同的空分原理及方法,摸索出適應(yīng)性強、節(jié)能、高效的空氣分離方法。磁場輔助低溫精餾是其中比較新穎、有潛力的一種方案。磁致空氣分離的基礎(chǔ)是利用氧氮氣體的磁化率差異,目前已有些初步理論與實驗探究,但大都在常溫下進行。由于順磁性介質(zhì)氧遵從居里定律,低溫下磁致效果理論上會顯著增強,然而目前尚無相關(guān)實驗研究的報道。為了能直觀地觀察磁場區(qū)域內(nèi)低溫氧氮的不同行為,本文設(shè)計搭建了一套基于激光干涉法的磁致氧氮行為可視化實驗裝置,系統(tǒng)解決了低溫系統(tǒng)可視化中的真空密封、低溫絕熱、光強等技術(shù)和工藝難題。借助光學(xué)測量系統(tǒng),能夠依據(jù)干涉條紋的實時變化直觀體現(xiàn)出測試區(qū)域氧氮濃度的微小變化,基此觀測到純液氧、純液氮及其混合物在梯度磁場下的光學(xué)現(xiàn)象；進行了梯度磁場下氧氮動態(tài)混合傳質(zhì)的實驗,發(fā)現(xiàn)了梯度磁場對液氧傳質(zhì)過程中的“拉攏”現(xiàn)象,并通過對干涉圖像的處理,獲得了有無磁場時氧氮傳質(zhì)過程中不同的濃度分布及其變化趨勢,為在精餾塔內(nèi)應(yīng)用梯度磁場提供了實驗依據(jù)。由于實驗尚處于探索起步階段,尚有很多內(nèi)容需要深入研究。在下階段,可通過引入過冷系統(tǒng)、精密流量控制手段、高梯度電磁場甚至超導(dǎo)磁體等改進措施,探索流速、磁場、初始氧氮濃度對分離效果的影響規(guī)律；搭建小型磁場輔助低溫精餾裝置進行實際應(yīng)用研究。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.1

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本文編號：1148106