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梯形微通道内乙醇水混合蒸气冷凝流型可视化实验
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:O359.1[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学化学工程研究所辽宁省化工资源清洁利用重点实验室,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51236002);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20120041110018).
中文摘要:

利用高速摄像系统对梯形硅基微通道进行乙醇水混合蒸气冷凝流型可视化实验。梯形微通道结构为梯形,水力学直径165.87μm,通道长度50 mm。实验中混合蒸气乙醇质量分数范围为2%~60%。实验发现入口蒸气乙醇浓度对通道内流型有重要影响。沿着冷凝方向,发现环状流、环状条纹流、翻滚流、喷射流/喷射滴状流及气泡流。不同蒸气入口乙醇质量分数有不同的流型分布,低乙醇浓度的蒸气冷凝环状条纹流及喷射流区域出现伪滴状凝结形式,高乙醇浓度的蒸气冷凝出现翻滚流流型。实验以蒸气质量通量及蒸气干度为坐标对不同入口浓度蒸气冷凝建立了两相流型图,并对喷射流发生干度建立了流型转变预测式。

英文摘要:

A visualization experiment was carried out to investigate the condensation flow patterns of the ethanol-water vapor mixtures in an array of microchannels under a wide range of concentration (2%—60%). The microchannel was a trapezoidal silicon one with a hydraulic diameter of 165.87μm and a length of 50 mm. The visualization study indicated that the ethanol concentration remarkably influenced the flow regimes. Along the flow direction, annular, annular-streak, annular-streak-droplet, annular-churn, injection, droplet-injection and bubble flow patterns were observed in the vapor mixtures condensation of different inlet ethanol concentration (60%, 31%, 20%, 6%, 4%, 2%). Due to the Marangoni effect, the film of the annular flow was more fluctuant comparing with the pure steam condensation. With the decreasing of the ethanol concentration, the injection flow pattern became more regular and the droplet would appear in the injection flow area. The two-phase flow pattern maps of different inlet ethanol concentrations were also developed to describe the experiment. A correlation based on the critical quality correlation was proposed to indicate the transition of the two-phase flow patterns.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185