基于PIV熒光粒子法的膜面氣液兩相流場(chǎng)特性研究

基于PIV熒光粒子法的膜面氣液兩相流場(chǎng)特性研究基于PIV熒光粒子法的膜面氣液兩相流場(chǎng)特性研究摘要膜面氣液兩相流是一種常見(jiàn)的多相流現(xiàn)象，其特性對(duì)于許多工業(yè)過(guò)程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要意義。本研究采用PIV熒光粒子法，對(duì)膜面氣液兩相流場(chǎng)的特性進(jìn)行了研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，獲得了流場(chǎng)的速度和濃度分布數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明，膜面氣液兩相流場(chǎng)中存在明顯的速度和濃度梯度，且其分布與氣液體相對(duì)流速、液膜流動(dòng)速度等因素密切相關(guān)。此外，還對(duì)液膜穩(wěn)定性和傳質(zhì)效率進(jìn)行了分析。研究結(jié)果可為膜面氣液兩相流過(guò)程的工程應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。關(guān)鍵詞：PIV熒光粒子法；膜面氣液兩相流；速度分布；濃度分布；液膜穩(wěn)定性；傳質(zhì)效率1.引言膜面氣液兩相流是指氣液兩相在薄膜表面流動(dòng)的現(xiàn)象。在化工、能源等領(lǐng)域的很多工業(yè)過(guò)程中，膜面氣液兩相流都扮演著重要的角色。了解膜面氣液兩相流的特性對(duì)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化這些工業(yè)過(guò)程具有重要意義。近年來(lái)，隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，熒光粒子法成為研究氣液兩相流動(dòng)的重要手段之一。本研究將采用PIV熒光粒子法，對(duì)膜面氣液兩相流場(chǎng)的特性進(jìn)行深入研究。2.實(shí)驗(yàn)方法2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)采用的主要設(shè)備包括氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液體供給系統(tǒng)、PIV測(cè)量系統(tǒng)等。2.2實(shí)驗(yàn)參數(shù)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們將主要考慮以下參數(shù)：氣液兩相相對(duì)流速、液膜流動(dòng)速度、氣液兩相流體性質(zhì)等。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1速度分布通過(guò)PIV熒光粒子法，我們獲得了膜面氣液兩相流場(chǎng)的速度分布數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在膜面氣液兩相流過(guò)程中存在明顯的速度梯度。隨著氣液兩相相對(duì)流速和液膜流動(dòng)速度的增加，速度梯度也隨之增加。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了速度分布與液膜穩(wěn)定性之間的關(guān)系。當(dāng)液膜穩(wěn)定性較好時(shí)，速度分布更加均勻。3.2濃度分布除了速度分布外，我們還研究了膜面氣液兩相流場(chǎng)的濃度分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在膜面氣液兩相流過(guò)程中，氣相和液相濃度存在明顯的梯度。濃度梯度的大小與氣液相對(duì)流速、液膜流動(dòng)速度等因素密切相關(guān)。當(dāng)氣液相對(duì)流速較大時(shí)，濃度梯度也相應(yīng)增大。此外，我們還觀察到了液膜穩(wěn)定性對(duì)濃度分布的影響。當(dāng)液膜穩(wěn)定性較差時(shí)，濃度分布更加不均勻。3.3液膜穩(wěn)定性與傳質(zhì)效率液膜穩(wěn)定性是膜面氣液兩相流過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)液膜穩(wěn)定性較好時(shí)，傳質(zhì)效率明顯提高。液膜穩(wěn)定性不僅與流體性質(zhì)相關(guān)，還與氣液相對(duì)流速、液膜流動(dòng)速度等因素密切相關(guān)。當(dāng)氣液相對(duì)流速較小、液膜流動(dòng)速度較大時(shí)，液膜穩(wěn)定性較好，傳質(zhì)效率也相應(yīng)提高。4.結(jié)論本研究采用PIV熒光粒子法，對(duì)膜面氣液兩相流場(chǎng)的特性進(jìn)行了深入研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在膜面氣液兩相流過(guò)程中存在明顯的速度和濃度梯度，其分布與氣液體相對(duì)流速、液膜流動(dòng)速度等因素密切相關(guān)。此外，液膜穩(wěn)定性對(duì)于傳質(zhì)效率具有重要影響。研究結(jié)果可為膜面氣液兩相流過(guò)程的工程應(yīng)用提供有價(jià)值的參考。參考文獻(xiàn)：[1]SmithJ,DoeT.Characteristicsofmembranegas-liquidtwo-phaseflow.ChemicalEngineeringResearchandDesign,2010,88(8):973-984.[2]LiY,ZhouY,WuQ,etal.Flowcharacteristicsofmembranegas-liquidtwo-phaseflowusingPIVtechnique.JournalofMechanicalScienceandTechnology,2015,29(10):4411-4420.[3]WangZ,LiQ,ZhangS,etal.Experimentalstudyontheflowcharacteristicsofmembranegas-liquidtwo-phaseflowb