微通道內(nèi)液-液多組分傳質(zhì)實驗與模擬研究.pdf

1、微通道反應(yīng)器由于其卓越的傳質(zhì)傳熱性能，近年來已經(jīng)吸引了越來越多的科學家致力于這方面的研究。本文首先依據(jù)無機鹽對乙酸乙酯-乙醇-水體系的脫水脫醇能力篩選出合適的無機鹽-MgCl2來進行相平衡研究，并得到相關(guān)的平衡參數(shù)；然后在0.6mm和0.8mm的聚四氟微通道內(nèi)研究了液-液彈狀流多組分傳質(zhì)過程；最后，采用CFD模擬的方法，利用自己編寫的UDF語言程序，模擬了微通道反應(yīng)器中彈狀流的流體力學性能以及多組分傳質(zhì)過程，意在為微通道反應(yīng)器的設(shè)計提供

2、理論指導。
　　本文利用CCD高速攝像機的可視化技術(shù)測量了微通道內(nèi)液液彈狀流的液柱長度，并且計算分析了界面面積；另外，實驗考察了液彈流速、管徑、無機鹽濃度、管長等因素對不同組分的傳質(zhì)過程影響；結(jié)果表明，界面面積在3500~5000m2/m3的范圍內(nèi)，萃取率在30％~95%范圍內(nèi)，傳質(zhì)系數(shù)介于0.2~1s-1之間；減小管徑，界面面積會增大；增大液彈流速、減小管徑會增大各組分的傳質(zhì)系數(shù)，但是增大鹽濃度，水的傳質(zhì)系數(shù)基本保持不變，乙酸乙

3、酯和乙醇的傳質(zhì)系數(shù)明顯減小。
　　本文利用界面固定的液彈單元，采用拉格朗日算法來模擬微通道內(nèi)的流體力學情況和傳質(zhì)過程。首先排除了各種因素，例如網(wǎng)格密度、迭代時間步長、迭代次數(shù)對傳質(zhì)過程的影響，然后通過求解連續(xù)性方程與流體流動方程得到穩(wěn)定的流場，最后在穩(wěn)定流場的基礎(chǔ)上加載自定義的UDF程序語言來模擬多組分的傳質(zhì)過程，討論了液彈流速、管徑、組分擴散系數(shù)、鹽濃度等對傳質(zhì)過程的影響，并給出了相應(yīng)的機理解釋。
　　本文最后將實驗結(jié)果與