非等温降膜流动液膜收缩现象研究

摘要

降膜流动是工业生产中十分常见的流动现象，在多种领域有着广泛的应用，其中，非等温降膜流动的流动特性较为特殊，其研究有着重要的意义。本文在竖直平板上构造非等温降膜流动现象，对其液膜形态进行观察，对液膜收缩的机理进行分析，并搭建了可视化实验装置对规整填料表面的非等温降膜流动特性进行研究。
　　在高温气相与低温液相直接逆流接触的非等温降膜流动中，液膜出现明显的由上及下逐渐收缩的现象，液膜宽度沿竖直方向逐渐减小。整体液膜宽度与液体润湿面积均随液相进料温度的降低而减小，且进料流量越小，液膜面积减小幅度越大。液膜收缩在低流量、大温差的条件下更为显著。液膜温度分布呈现“边缘高中心低”的趋势，温度梯度明显，气液温差越大，温度梯度越大。
　　加入吐温20改变液体表面张力梯度后，非等温降膜流动液膜宽度、液膜面积等参数与水介质的降膜流动相比有较大差异。以表面张力梯度较大的吐温20水溶液为介质的水平方向液膜宽度明显偏小，整体成膜面积显著降低。气液温差越大，进料流量越小，二者差异越明显。结合前述部分得出结论，表面张力梯度对成膜效果有决定性影响，Marangoni效应是非等温降膜流动液膜收缩现象的动力。
　　本文使用激光诱导荧光技术（LIF）对规整填料上的非等温降膜流动进行观测分析，结果表明液体润湿面积随填料温度的升高显著降低，液膜逐渐收缩为沟流，局部液膜厚度显著增加，干板现象严重。因此，填料表面的非等温降膜流动液膜收缩现象同样十分明显，需在工业生产中引起足够重视。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1降膜流动研究现状

1.2 Marangoni效应对液膜分布的影响

1.3红外热成像技术原理及应用

1.4激光诱导荧光技术及其在液膜特性研究中的应用

1.5本课题主要研究工作

第二章 气液逆流接触式非等温降膜流动液膜形态的实验研究

2.1实验装置及实验操作流程

2.2实验结果分析

2.3本章小结

第三章 表面张力梯度对非等温降膜流动液膜形态的影响

3.1实验装置及实验操作流程

3.2表面张力梯度的调节及测定

3.3实验结果分析

3.4本章小结

第四章 规整填料非等温降膜流动液膜形态的实验研究

4.1实验装置及实验操作流程

4.2 LIF测量技术的标定及数据处理方法

4.3实验结果分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢