離心力場下多孔介質內衛星液滴的形成機理研究

《離心力場下多孔介質內衛星液滴的形成機理研究》是依託福州大學，由嚴佐毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：離心力場下多孔介質內衛星液滴的形成機理研究
• 依託單位：福州大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：嚴佐毅

項目摘要

為了研究離心力場下多孔介質內部衛星液滴的形成機理，利用自製的液滴捕獲裝置和高頻攝像技術建立可視化的實驗平台，考察離心力場下液-液碰撞、液-固碰撞以及氣液兩相流（高轉速、高氣速下液體微團震盪破碎）等流體力學特性，探索離心力場下衛星液滴的真實來源，在此基礎上，將衛星液滴的形成、運動、發展及消亡過程模型化，建立微觀理論模型，研究多孔介質孔穴尺寸、結構、液體表面張力、離心力大小及氣速等對衛星液滴形成機率及數量的影響，探索促進衛星液滴形成的有利條件，用於強化化工傳遞過程。

結題摘要

為了揭示離心力場強化傳遞和反應過程的基本規律，首先，利用自製裝置對離心力場下多孔介質內的液體流動進行了實驗研究，研究了液體在三角螺旋填料層內的運動規律，捕獲得到離心力場下液滴碰撞後形成衛星液滴（或微型液滴）的過程；在離心力場內研究了液體在催化劑層內的運動規律，捕獲得到液體在催化劑層的繞流及通道流的流動過程；而後，在實驗的基礎上建立了離心力場下的氣液兩相流數學模型，用於計算離心力場下氣液兩相流速度流場、壓力分布、液膜厚度及液膜內部湍流所占的比例等流體力學性能參數；建立了離心力場內的液液撞擊、液固撞擊、液滴破碎等理論模型，用於模擬離心力場內衛星液滴的形成過程；建立了離心力場下的液體繞流數學模型，用於描述離心力場下液體在催化劑顆粒表面的繞流現象；建立了離心力場下催化劑層內的通道流模型，用於描述液體流經催化劑顆粒構建而成的通道內的流動現象。最後，在基礎研究的基礎上，在自製的氣液傳質設備和離心式生物反應器內展開了套用研究，研究結果為利用離心力場強化傳遞及反應過程的工業套用提供了基礎數據和理論依據。