泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料內(nèi)液體流動(dòng)特性研究.pdf

1、泡沫碳化硅材料作為一種新型多孔介質(zhì)材料，具有開孔率高、比表面積大、耐高溫、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良特性。本課題組將泡沫碳化硅材料應(yīng)用于蒸餾領(lǐng)域，自主開發(fā)了壓力降較低、傳質(zhì)性能優(yōu)越的泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料。
　　本文以泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料片作為研究對(duì)象，對(duì)四種新型可視化測(cè)試手段進(jìn)行調(diào)研，確定了適用于泡沫碳化硅材料微觀研究的實(shí)驗(yàn)方法，并在此基礎(chǔ)上建立了完善的實(shí)驗(yàn)裝置。通過配備了微距鏡頭的高速攝像儀，對(duì)不同液體進(jìn)料流量下的液體流動(dòng)行為進(jìn)行

2、實(shí)時(shí)拍攝和記錄，后期利用圖像處理軟件對(duì)拍攝圖像進(jìn)行處理和分析，并與兩種傳統(tǒng)波紋規(guī)整填料片上的液體流動(dòng)作比較。本文針對(duì)泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料上可能存在的液體流動(dòng)模式提出了兩種假說，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)，液體在泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料片上的流動(dòng)過程中，同時(shí)存在液膜流動(dòng)模式和準(zhǔn)壁流模式兩種液體流動(dòng)模式。
　　此外，分別對(duì)泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料片上的潤(rùn)濕孔和非潤(rùn)濕孔進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，潤(rùn)濕孔的潤(rùn)濕過程可以分為未潤(rùn)濕、半潤(rùn)濕和

3、全潤(rùn)濕三個(gè)階段；在液體潤(rùn)濕孔的過程中，液體流動(dòng)模式從準(zhǔn)壁流模式到液膜流動(dòng)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。在進(jìn)料位置保持不變的情況下，穩(wěn)態(tài)時(shí)非潤(rùn)濕孔的位置基本固定，數(shù)量隨著進(jìn)料液體流量的增加而降低。
　　本文還對(duì)泡沫碳化硅組合波紋規(guī)整填料單元內(nèi)部的液體傳遞能力進(jìn)行了考察，并與傳統(tǒng)波紋填料作對(duì)比。結(jié)果表明，在相同的液體進(jìn)料流量下，泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料內(nèi)波紋片之間的橫向液體傳遞能力強(qiáng)于傳統(tǒng)波紋填料。
　　研究揭示了泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料得以高效傳