第3Z卷第Z期Z004年4月
化学工程
C~EMICALENGINEE ING C~INA
VOl.3ZNO.Z
Apr.Z004
王维德
华侨大学化工系福建泉州36Z011
。
Effectofsurfacetensiononmasstransferprocess
WANGWei-de
InstituteOfChemicalEngineering ~uaCiaOUniversity
GuanzhOu36Z011
Fu ianPrOvince China
Abstract DirecteffectOfsurfacetensiOnOnmasstransferprOcessismainlytheinterfaci alareaOfmasstransfer.InapOsitivebinarymixture smallerandstablevapOrbubblesfOrminatraycOlumn
stableliC-uidfilmsfOrminapackedOrWet-WallcOlumn asaresult thereislargerinterfacialareaOfmasstransfer WhichisbeneficialtOmasstransfer.TheresultisOnthecOntraryinanegativebi
narymixture.SmallersurfacetensiOnOfliCuidmixturesisalsObeneficialtOfO rmsmallervapOrbubbles.ThemechanismOftheeffectOfsurfacetensiOnOn masstransferprOcessisrathercOmplex andthefurtherresearchOntheprOb-lemneedstObemadeinfuture.
Keywords surfacetensiOn masstransferprOcess interfacialareaOfmasstransfer传质过程是个看似简单其实却十分复杂的过1 Z
影响传质性能的因素有许多ZuiderWeg 程
认为表面张力对传质的影响显著大于密度粘度扩散系数等其他物性表面张力确切地说为界面张力对传质过程的直接影响是传质有效界面积传质有效界面积与物系中各组分的性质和含量有3
关但这个问题长期被忽视本文对传质计算模
响等认为界面积主要依赖于汽液相的流动条件和
Z
质量力表面张力对其影响不大
工程设计中实际塔板数的求算通常是先求得理论塔板数再与板效率关联求得实际塔板数理论塔板数的求取较容易板效率则是带有模拟性质的概念它是传质效果好坏的一个综合表征计算要复杂得多该问题可分为Z个方面一是点效率的计算二是由点效率求算板效率关于由点效率
4 8
求算板效率工作已做了许多研究而关于点效9 15
但没有取得率的计算也作出了不少研究
型中有关表面张力的影响实验研究情况及表面张力影响传质过程的机理作初步讨论分析以期引起对该问题的重视l传质模型中表面张力的影响
畜牧兽医学报过去人们很少注意实际汽液传质操作中界面积方面的情况传质研究中所做的大部分工作是关于板式塔中由筛孔大小造成的汽泡大小或液体的喷溅性能及填料塔中填料润湿程度对传质面积的影实质性进展多年来对点效率的研究主要是塔板尺寸和操作条件方面的影响研究物性因素方面大部分效率计算模型仅包括汽液相扩散系数的影响仅有一小部分模型基于两相分散的理论分析包含表
16
面张力的影响
Guang等10基于惯性力-表面张力平衡理论和
。
作者简介!王维德1958 男副教授E-mail WangWd＠
hCu.edu 电话130****5668
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各向同性湍流理论以及别人的实验关联式导得一个传质界面积O mZ m3 与表面张力G N m 的关联式O与G0.67成反比这意味着表面张力越大汽泡越容易破裂结果汽泡平均直径越小传
16
质界面积越大ZuiderWeg 根据F I FractiOn-atiOn esearchInc. 的实验数据导得在喷射工观测值
庚烷-甲基环己烷物系的理论板等效高度~ETP
mm 与理论预测值一致而对苯-正庚烷物系内壁不缠金属丝的~ETP比理论预测值高约一个数量级当内壁缠金属丝后~ETP与预测值的差别大大缩小
况下O与G0.37成反比在混合工况或乳液工况下O与G0.57成反比说明在喷射工况下表面张力
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的影响较小BravO等由填料蒸馏数据关联得O与G0.11成反比O与G的关系研究关联结果差别较
大这大概是由于各自实验条件包括所使用的实验装置操作条件物系不同所致上述文献未对表面张力的
影响作机理上的分析2表面张力对传质效果的影响
表面张力对传质效果影响的实验证明工作很少开展ZuiderWeg 等给出了一个表面张力对传质效果影响的实例在精密分馏柱中分别用苯-正庚烷和正庚烷-甲基环己烷Z个二元物系进行精馏实验一种是在精密分馏柱内壁缠上螺形金属丝一种不缠实验结果如图1所示由图1可知正
Z
狮龙音响图l精密分馏柱对于不同物系的分离能力
Fig.1SeparatingpOWerOfcOncentrictubecOlumnWithdifferentmixtures 表1为Z个二元物系在筛板塔上进行蒸馏实验
3
的板效率测定结果由表可知正庚烷-甲苯的板效率比正庚烷-甲基环己烷的板效率高约50%
表lOldershaw筛板塔的效率Tab.1EfficiencyOfOldershaWsieveplate 易挥发组分摩尔分数%
正庚烷-甲基环己烷
50
汽速m s-1
金泰勋
000000000.10.Z6.36.48.13.Z8.13.Z1.15.30
板效率%5754545Z8388971008890
泡沫层高度mm
10Z0406040
正庚烷-甲苯
154075
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Chen等在直径0.153m的筛板塔中用甲醇-水醋酸-水环己烷-正庚烷3个二元物系进行蒸馏实验所求得的汽相传质单元数NG与易挥发组
奇虎360借壳上市分摩尔分数J的关系如图Z所示由图可见对于甲醇-水物系汽相传质单元数随易挥发组分的摩尔分数增大而增大对于醋酸-水物
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