国家自然科学基金(21276175)
- 作品数：9 被引量：41H指数：4
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- 微通道内单乙醇胺水溶液吸收CO2/N2混合气的传质特性被引量：5
- 2017年
- 采用高速摄像仪对400μm×400μm T形微通道内单乙醇胺(MEA)水溶液吸收混合气中CO_2过程的气液两相流及传质特性进行了实验研究,微通道内的压力降采用压力传感器进行测量。考察了弹状流型下气液两相流量及MEA浓度对压力降、比表面积和传质性能的影响。结果表明,当MEA浓度不变,气液两相流量增大时,压力降、比表面积、传质系数、体积传质系数和增强因子均增大,并逐渐趋于恒定。当气液流量不变,MEA浓度增大时,压力降、传质系数、体积传质系数和增强因子增大,但比表面积减小。实验条件下,压力降范围为2.00~5.23 kPa,化学吸收过程的传质系数范围为7.74×10^(-4)~2.97×10^(-3) m·s^(-1)。对于伴有快速化学反应的传质过程,以Sherwood数、Reynolds数、Schmidt数及增强因子为变量建立了体积传质系数的预测关联式,平均偏差为5.09%,具有良好的预测性能。
- 姜山朱春英张璠玢马友光
- 关键词：微通道气液两相流化学吸收传质
- 并行微通道内气液相分配规律被引量：9
- 2014年
- 微反应器的集成放大对于微化工技术的工业应用具有重要意义。利用高速摄像仪对4个并行微通道内气液两相流动状况及相分配规律进行了研究,考察了气液两相流量及液相黏度对两相分布均匀性的影响。实验所用液相为含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的蒸馏水-甘油溶液,气相为氮气(N2)。实验观察到了6种典型的两相流型。对各支通道均为弹状流情况下气泡长度和气泡速度的分布规律进行了研究。在一定气相流率下,各支通道气泡长度的相对标准偏差随液相流率的增大而增大,气泡速度的相对标准偏差值随液相流率的增大先升高到一定值然后逐渐减小。气相分配不均匀性随液相流率和黏度的增大而增大,液相分配不均匀性随液相黏度的增大而减小,气相流率的变化对于两相分布影响不明显。研究结果有助于并行微通道的结构设计与优化,以实现更为均匀的气液两相流动分配。
- 白璐朱春英付涛涛马友光
- 关键词：微通道气液两相流流型气泡
- 不等宽T型分岔微通道内气泡的体积分配规律及关联被引量：4
- 2016年
- 采用高速摄像仪对不等宽T型分岔微通道中气泡的破裂和体积分配规律进行了研究,分别考察了气液流量与液相黏度对气泡分配规律的影响,同时研究了子气泡对气泡破裂的反馈效应。结果表明：由于微通道下游子气泡对分岔口处气泡破裂的反馈效应,两个子气泡体积分配比V2/V1随气液流量比的增大呈先增大后减小的非线性变化趋势。随无量纲母气泡体积V0/w0^2h的增大,V2/V1也呈先增大后减小的变化趋势,并且存在一个临界无量纲母气泡体积（V0/w0^2h）c。在实验范围内,气液流量比对（V0/w0^2h）c的影响较大,而液相黏度对（V0/w0^2h）c的影响可以忽略。提出了子气泡体积分配比的关联式,计算值和实验结果吻合良好。
- 温宇朱春英付涛涛马友光
- 关键词：微通道气泡
- 完全阻塞气泡在T型不等宽微通道分岔口的破裂动力学被引量：1
- 2015年
- 采用高速摄像仪对T型不等宽微通道分岔口的气泡完全阻塞破裂动力学行为进行了研究。实验以N2作为分散相,含0.5%十二烷基硫酸钠(SDS)的蒸馏水与甘油混合液作为连续相。结果表明:气泡完全阻塞破裂过程可以分为两个阶段:挤压阶段和快速夹断阶段。挤压阶段又可分为快速挤压阶段和慢速挤压阶段,快速挤压阶段尚未发现普遍的变化规律,慢速挤压阶段量纲为1气泡颈部最小宽度与时间存在指数关系:(1-wm/w0)∝t 0.62。表观流速和液相黏度的增加可使颈部变细速率加快,而气泡初始长度对气泡颈部变化的影响可以忽略。在快速夹断阶段,量纲为1气泡颈部最小宽度与剩余时间存在指数关系:wm/w0∝(T-t)0.32。
- 温宇朱春英付涛涛马友光
- 关键词：微通道气液两相流气泡
- 微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO2的传质特性被引量：3
- 2017年
- 采用高速摄像仪对微通道内离子液体/乙醇混合溶液吸收CO_2的传质行为进行了实验研究。考察了弹状流型下气液两相流量比和离子液体浓度对液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL的影响。当离子液体浓度不变时,kLa、kL均随气液流量比的升高而增大并逐渐趋于恒定。当液相流量不变时,对于不同浓度的离子液体溶液,液侧体积传质系数kLa和液侧传质系数kL随气液流量比的变化曲线出现了交叉点。在交叉点之前,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而减小;在交叉点之后,kLa和kL均随着离子液体浓度的增大而增大。提出了用于预测液侧体积传质系数kLa的新的量纲1经验关联式,预测效果良好。
- 张璠玢朱春英付涛涛姜山杜威张沁丹马友光
- 关键词：微通道离子液体二氧化碳传质
- 微通道内二乙醇胺/乙醇溶液吸收CO_2的传质性能被引量：1
- 2016年
- 利用高速摄像仪实验研究了微通道内二乙醇胺(DEA)/乙醇溶液吸收CO2的传质过程。采用图像法得到微通道内气泡的体积变化,根据微通道进出口压力,计算得到了气液两相从开始接触到平衡时的平均传质系数k。分别考察了气液相流量和DEA浓度对传质系数的影响。结果表明:传质系数随着液相流量和溶液中DEA浓度增大而增大。对于给定的液相流量和DEA浓度,k随着气相流量增大而增大并逐渐趋于一个恒定值。提出了一个传质系数预测式,预测值和实验结果吻合良好。
- 周旭王晓静朱春英马友光徐义明
- 关键词：微通道传质CO2二乙醇胺
- 微通道内伴有化学吸收气液两相流的空隙率与压力降被引量：3
- 2013年
- 微通道内气液两相流空隙率与压力降对微反应器的热质传递性能有显著影响,是微反应器的重要设计参数。采用高速摄像仪和压力测量系统分别对矩形微通道内单乙醇胺水溶液化学吸收CO2过程的空隙率和压力降进行了研究,考察了弹状流下气液两相流量与化学反应速率对空隙率及压力降的影响。结果表明:当液相流量一定时,微通道内空隙率和压力降均随着气相流量的增大而增大,空隙率随化学反应速率的增大而减小,压力降随化学反应速率的增大而增大;当气相流量一定时,随着液相流量和化学反应速率的上升,微通道内空隙率下降,而压力降上升。提出了微通道内伴有化学吸收的空隙率和压力降的半理论预测模型,模型平均误差分别为15.79%和11.12%,显示了良好的预测性能。
- 李春芳朱春英付涛涛高习群马友光刘东志
- 关键词：微通道空隙率压力降化学吸收气液两相流
- 非对称Y型分岔微通道内气泡破裂与分配规律被引量：9
- 2014年
- 利用高速摄像仪对气泡在非对称Y型微通道分岔口的破裂行为和分配规律进行了实验研究。采用氮气(N2)作为分散相,含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的蒸馏水-甘油(质量分数分别为20%、40%、50%)溶液为连续相。在分岔口处观察到了3种不同的气泡行为:无间隙的不对称破裂、有间隙的不对称破裂以及不破裂。考察了气泡破裂和不破裂行为之间的转变,并与文献进行了比较。考察了两相流率及物性对破裂气泡分配规律的影响。结果表明:破裂后两个子气泡的长度均随气相流量与气泡长度的增大而增大,随液相流量和黏度的增大而减小。随液相速度和黏度的增大,气泡破裂的不对称程度减弱。
- 丛振霞朱春英付涛涛马友光
- 关键词：微通道气泡
- 十字聚焦型微通道内弹状液滴在黏弹性流体中的生成与尺寸预测被引量：11
- 2016年
- 利用高速摄像仪对十字聚焦微通道内液滴在黏弹性流体中的生成过程进行了实验研究。微通道截面为600μm×600μm的正方形结构,采用硅油作为分散相,含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的聚环氧乙烷(PEO)水溶液(质量分数分别为0.1%,0.3%,0.6%)为连续相。实验观察到了弹状流、滴状流和喷射流3种流型。对弹状流型下液滴生成过程的颈部动力学进行了研究,考察了两相流率、连续相毛细数及弹性数对液滴尺寸的影响。结果表明:弹状液滴尺寸随连续相流率、毛细数及弹性数的增加而减小,随分散相流率的增加而增加,连续相弹性对液滴尺寸的影响相对较小。以油水两相流率比和连续相的毛细数及Reynolds数为变量建立了弹状液滴尺寸的预测关联式,预测值与实验值吻合良好。
- 张沁丹付涛涛朱春英马友光
- 关键词：微通道两相流流体动力学液滴黏弹性
