泡沫碳化硅波紋規(guī)整填料內(nèi)液體流動特性研究.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象，對四種新型可視化測試手段進行調(diào)研，確定了適用于泡沫碳化硅材料微觀研究的實驗方法，并在此基礎(chǔ)上建立了完善的實驗裝置。通過配備了微距鏡頭的高速攝像儀，對不同液體進料流量下的液體流動行為進行

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

3、全潤濕三個階段；在液體潤濕孔的過程中，液體流動模式從準(zhǔn)壁流模式到液膜流動模式進行轉(zhuǎn)變。在進料位置保持不變的情況下，穩(wěn)態(tài)時非潤濕孔的位置基本固定，數(shù)量隨著進料液體流量的增加而降低。
　　本文還對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行了考察，并與傳統(tǒng)波紋填料作對比。結(jié)果表明，在相同的液體進料流量下，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