為研究高揮發(fā)性液體傳質(zhì)速率計算方法,建立矩形風道,在風道中制造不同風速空氣流,對103. 9 mm液面直徑的乙醚液面進行氣體與液體(簡稱氣液)傳質(zhì)質(zhì)量損失的實驗研究,分析不同溫度對氣液傳質(zhì)速率的影響。以實驗結(jié)果為依據(jù),根據(jù)麥克斯韋速率分布理論,結(jié)合Mackay等[12]提出的低于沸點溫度的氣液傳質(zhì)速率計算模型進行量綱分析,提出新的溫度修正項,對計算模型進行修正。液面實驗結(jié)果表明:隨著溫度的降低,氣液傳質(zhì)速率減小;隨著風速的減小,氣液傳質(zhì)速率減小。通過實驗值與計算值的對比得到溫度修正項系數(shù)為0. 559,計算方法中給出氣液傳質(zhì)速率與溫度、風速0. 78的次冪呈正比。為驗證氣液傳質(zhì)速率計算模型的準確性,進行液柱下流氣液傳質(zhì)傳熱實驗,使不同直徑乙醚液柱通過2. 0 m/s空氣流,測量實驗前后液體溫度變化。根據(jù)修正后氣液傳質(zhì)速率計算模型計算液柱下流過程中氣液傳質(zhì)能量傳遞導致的溫度變化情況,與實驗結(jié)果進行對比。液柱下流實驗結(jié)果表明:計算結(jié)果與實驗測量值對比誤差小于等于3. 81%,修正后氣液傳質(zhì)速率計算模型誤差較小,計算精度高。

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【部分圖文】：

圖1液體質(zhì)量揮發(fā)實驗系統(tǒng)圖

實驗系統(tǒng)共安裝3種傳感器，管道頂板安裝有溫度傳感器和風速傳感器，其安裝位置距離風道兩側(cè)0.1m，距離進風端分別為0.47m和0.53m．溫度傳感器量程范圍為-30～50℃，測量精度為0.1℃，溫度探頭位于液面下方1cm處，如圖1(a)所示。風速傳感器量程為0～5m/s，....

圖2不同風速條件下風道內(nèi)乙醚損失質(zhì)量及溫度

實驗得到損失質(zhì)量及溫度隨時間的變化曲線分別如圖2(a)和圖2(b)所示。從圖2(a)中可以看出，風速越高、質(zhì)量損失越嚴重，在忽略溫度影響的情況下，風速由0.5m/s增大到2.5m/s時質(zhì)量損失由19.4g增大到68.7g．從圖2(b)中可以看出，隨著時間的推進，乙醚溫度降....

圖3不同風速條件下?lián)]發(fā)速率隨時間變化曲線

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定溫度修正項系數(shù)κ．根據(jù)對應時刻的液面下10mm處溫度及液面上方10mm處風速，取κ=1．根據(jù)(8)式進行計算，得到計算值并與對應實驗值進行比較，取不同條件下比值的平均值，平均值為0.509，中位數(shù)為0.492，方差為0.076.圖4為溫度修正項系數(shù)隨時間變化曲....

圖4溫度修正項系數(shù)隨時間變化曲線

從圖5中可以看出:在500s時間內(nèi)，隨著時間的推移溫度差越來越大，這一結(jié)果能夠解釋當風速較大時，隨著時間的推移溫度修正項系數(shù)不斷減小這一現(xiàn)象;但風速為2.5m/s時，時間大于500s時間段溫度差減小，這一現(xiàn)象是由于液體溫度差大，密度差大，液體內(nèi)部流動加快，上層低溫液體向下層....

本文編號：3893903