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刮膜式分子蒸馏论文：流体力学流动形态传质系数 【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。 【摘要】分子蒸馏技术具有常规蒸馏不可比拟的优点，在天然产物及热敏性物料的分离纯化方面得到广泛的应用。其中刮膜式分子蒸馏技术以其独特的结构和分离优势在实践中的应用更为普遍。由于刮膜器的作用，使得蒸馏器内的流动状况及传质传热过程变得复杂多变，因此对刮膜式分子蒸馏过程的理论和实验研究仍在不断完善中。本文的目的在于通过实验和模拟研究相结合的方法，对刮膜式分子蒸馏装置中的流体力学特性及传质过程进行比较系统的研究。本文首先利用流体力学软件FLUENT对刮膜器内的流体力学特性进行了二维模拟，考察了刮膜器和物性等参数对流体的液膜均匀程度和湍流程度的影响。模拟结果表明：适当增大转子转速、转子半径以及转子与壁面间的缝隙均可促进液膜均匀分布，提高湍流程度，同时上述参数对高粘度流体的影响程度比对低粘度流体的影响更大。另外，本文结合模拟结果进一步设计了液膜观察实验，采用高速摄像法对刮膜器上的液膜流动形态进行拍摄，并记录各种典型形态出现的临界参数。实验结果证实了转速、流速和粘度等对流动状况的影响，同时观测到壁面上主要出现四种液膜形态：液滴状、股状、不连续液膜和连续均匀液膜，其中连续均匀液膜是最理想的液膜形态。然后，通过无量纲分析方法和非线性最小二乘法对实验数据进行了分析和拟合，得到了出现连续均匀液膜时临界流率的经验关联式，并将其作为判断液膜形成的标准，其预测结果与实验结果吻合良好。为了更加系统的考察刮膜式分子蒸馏过程，证实液膜形态与传质效率的内在联系，本文利用富氧水进行了刮膜式分子蒸馏的解析实验。实验结果表明：物料性质和流动情况对传质过程都具有重要影响，说明了流动形态与传质过程的关系密切。然后利用实验数据拟合得到传质系数的经验关联式，为分子蒸馏传质过程的研究提供了参考。最后，本文分析、总结上述实验研究结果，得到不同液膜形态下的传质系数，液滴状、股状、不连续液膜和均匀连续液膜的平均传质系数逐渐增大，证实流体力学特性与传质特性之间的关系。并再次利用FLUENT软件对流动特性与传热过程的联系进行了初步探索，完成了对整个刮膜式分子蒸馏过程的系统研究。 【关键词】刮膜式分子蒸馏；流体力学；流动形态；传质系数； 【篇名】刮膜式分子蒸馏中流体力学与传质研究 【目录】刮膜式分子蒸馏中流体力学与传质研究 摘要 3-4 ABSTRACT 4-5 第一章 文献综述 9-17 1.1 引言 9-10 1.2 分子蒸馏技术理论 10-13 1.2.1 分子蒸馏基本原理 10-11 1.2.2 分子蒸馏技术特点 11-12 1.2.3 分子蒸馏技术的应用 12-13 1.3 刮膜式分子蒸馏技术研究进展 13-16 1.3.1 理论模型研究进展 13 1.3.2 流体力学研究进展 13-15 1.3.3 传质传热学研究进展 15-16 1.4 本课题研究内容 16-17 第二章 刮膜式分子蒸馏流体力学模拟研究 17-31 2.1 引言 17-18 2.1.1 FLUENT 软件概述 17-18 2.1.2 刮膜式分子蒸馏流体力学概述 18 2.2 模拟方案与数值方法 18-21 2.2.1 物理模型 19-20 2.2.2 数学模型 20 2.2.3 模拟条件 20-21 2.3 模拟结果 21-25 2.4 结果分析 25-29 2.4.1 不同形状刮膜器下的液膜形态 25-26 2.4.2 不同转速下的液膜形态 26-27 2.4.3 不同缝隙下液膜的流动形态 27-28 2.4.4 不同半径下液膜的流动形态 28-29 2.5 本章小结 29-31 第三章 刮膜式分子蒸馏流体力学实验研究 31-41 3.1 引言 31 3.2 蒸馏器上液膜形态的观察实验 31-33 3.2.1 实验装置 31-32 3.2.2 实验方案 32-33 3.3 实验结果与讨论 33-40 3.3.1 壁面液膜形态 33-34 3.3.2 流态分布图 34-35 3.3.3 临界流率的确定 35-37 3.3.4 临界流率经验关联式的拟合 37-40 3.4 本章小结 40-41 第四章 刮膜式分子蒸馏的传质实验研究 41-58 4.1 质量传递概述 41-43 4.1.1 传质系数分析 41-42 4.1.2 传质理论分析 42-43 4.2 实验装置 43-46 4.2.1 富氧水制取装置 43 4.2.2 刮膜式分子蒸馏器 43-45 4.2.3 便携式溶解氧测量仪 45-46 4.3 实验流程 46-49 4.3.1 富氧水的制备 46-47 4.3.2 刮膜式分子蒸馏过程 47 4.3.3 传质系数的计算 47-49