刮膜式分子蒸馏中液体流动形态的研究 被引量：11

1

作者 郭凯 员玫 许松林 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期187-192,共6页

分子蒸馏是一种高效的液液分离技术,但由于缺乏对其流体力学性质的认识,使得该项技术还多停留在实验室阶段。本实验通过高速摄像法,以水和丙三醇溶液作为测试液体,在冷模常压下,对在不同操作工况下蒸发壁面上的液膜形态进行图像记录,来... 分子蒸馏是一种高效的液液分离技术,但由于缺乏对其流体力学性质的认识,使得该项技术还多停留在实验室阶段。本实验通过高速摄像法,以水和丙三醇溶液作为测试液体,在冷模常压下,对在不同操作工况下蒸发壁面上的液膜形态进行图像记录,来研究刮膜式分子蒸馏设备内的流体力学性质。实验发现在整个操作过程中壁面主要出现4种不同的液膜形态:点状分布、线状分布、部分成膜和整体成膜。根据实验数据作出的壁面液体流型图证实了液膜形态与过程的转速,进料速度及物料性质有关。除此之外利用量纲分析法对影响成膜的各因素进行分析,得到与成膜过程相关的三个无量纲数Π1、Π2和Π3。使用非线性最小二乘法对实验数据进行拟合,得到整体成膜状态下方程Π3=f(Π1,Π2)的具体形式,再利用丙三醇作为测试液体验证了方程Π3=f(Π1,Π2)的准确性。结果表明成膜临界速度u*cr(Π3)作为判断壁面流型的标准是可行的,其大小与过程的雷诺数、韦伯数及设备的高径比有关。成膜临界速度u*cr经验关联式的提出为分子蒸馏设备的理论研究和工业应用提供了参考。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 流体力学性质 液膜形态 摄像法 量纲分析法 成膜临界速度

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏器液体停留时间分布及壁面结构优化 被引量：7

2

作者 姚文瑾 李阳 许松林 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期277-283,共7页

在刮膜式分子蒸馏器中,可以通过液体的停留时间分布反映物料蒸发分离特性,研究其规律对改进蒸馏器内的流场结构、优化操作参数和装置的设计都具有重要意义。今采用计算流体力学的方法,建立三维CFD模型,研究了进料速率和转子转速对停留... 在刮膜式分子蒸馏器中,可以通过液体的停留时间分布反映物料蒸发分离特性,研究其规律对改进蒸馏器内的流场结构、优化操作参数和装置的设计都具有重要意义。今采用计算流体力学的方法,建立三维CFD模型,研究了进料速率和转子转速对停留时间分布规律的影响,并且与实验值进行对比验证;对蒸馏器壁面进行了优化,包括水平圆环、倾斜圆环和网状圆环三种优化壁面,并且对其分别进行模拟计算和实验验证。模拟结果显示出与实验结果相同的规律。结果表明,在研究范围内,停留时间随着进料速率的增大而减小;随着转子转速的增大,停留时间先增大,达到一定转速后,停留时间反而减小。经过壁面优化以后,在相同的进料速率和转子转速下,水平圆环壁面和网状圆环壁面的停留时间得到延长,倾斜圆环壁面的停留时间适当缩短;壁面湍动程度增大,有利于传质传热,提高了分离效率。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 停留时间分布 计算流体力学 壁面优化

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏装置中的液膜状态实验 被引量：10

3

作者 许松林 郭凯 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期544-548,共5页

采用电学测量法对刮膜式分子蒸馏过程中蒸发壁面上液膜的连续性和液膜厚度进行测量.根据蒸发器壁面上液膜分布对导电性的影响,通过对电压信号的分析,总结出判断壁面液膜连续性的判据:各点的电压必须非零且分布均匀;波动较大.根据液膜厚... 采用电学测量法对刮膜式分子蒸馏过程中蒸发壁面上液膜的连续性和液膜厚度进行测量.根据蒸发器壁面上液膜分布对导电性的影响,通过对电压信号的分析,总结出判断壁面液膜连续性的判据:各点的电压必须非零且分布均匀;波动较大.根据液膜厚度与导电溶液电阻值之间的关系,得到了壁面上液膜的平均厚度在0.01,mm数量级;使用响应曲面法对实验数据进行处理,得到并验证了液膜厚度的二阶经验关联式.实验结果表明,对于刮膜式分子蒸馏装置,提高进料速度和转子转速有利于改善壁面上液膜的连续性,而且在不同进料速度下,影响液膜厚度的主要因素不同.研究结果为设计和使用刮膜式分子蒸馏提供了理论依据. 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 电学测量法 液膜连续性 液膜厚度

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏液膜停留时间分布特性研究 被引量：4

4

作者 邵平 姜绍通 潘丽军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1613-1616,共4页

文章采用脉冲示踪法测量了刮膜式分子蒸馏中物料的停留时间分布,研究了示踪剂浓度和电导率强度的关系及刮膜转速、进料速率和物料粘度对停留时间的影响,并与降膜式分子蒸馏停留时间作了比较。结果表明:体系粘度和进料速率增加,物料停留... 文章采用脉冲示踪法测量了刮膜式分子蒸馏中物料的停留时间分布,研究了示踪剂浓度和电导率强度的关系及刮膜转速、进料速率和物料粘度对停留时间的影响,并与降膜式分子蒸馏停留时间作了比较。结果表明:体系粘度和进料速率增加,物料停留时间加大;刮膜转速由65 r/min增大至200 r/min时,停留时间先增大后减小,存在一个最大值。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 液膜 脉冲示踪 停留时间分布

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏传质模型及其仿真 被引量：6

5

作者 李慧 王珂鑫 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1026-1034,共9页

分子蒸馏器中加入刮膜器可以增强分子蒸馏过程中的传质效率。以辊筒式刮膜器作为研究对象，利用进料流量、液体浓度、刮膜电机转速以及蒸发器尺寸等主要因素之间的结构关系，建立刮膜式分子蒸馏的数学模型。通过将实验参数代入到该模型... 分子蒸馏器中加入刮膜器可以增强分子蒸馏过程中的传质效率。以辊筒式刮膜器作为研究对象，利用进料流量、液体浓度、刮膜电机转速以及蒸发器尺寸等主要因素之间的结构关系，建立刮膜式分子蒸馏的数学模型。通过将实验参数代入到该模型可以快速计算出分子蒸馏后流出浓度，并将计算出流出浓度与实际浓度相比较，误差范围缩小到1.5%～2.5%之间，为寻找最佳控制条件提供了参考。将该模型通过MATLAB依次调整每一个参数，研究每一个结构参数对分子蒸馏过程的影响，通过研究仿真图像的变化趋势，使分子蒸馏器的设计可以精确到具体数值，为刮膜式分子蒸馏器的设计提供了依据。 展开更多

关键词 分子蒸馏 刮膜式分子蒸馏装置 辊筒式刮膜器 数学模型

下载PDF 职称材料

流体性质对刮膜式分子蒸馏器上液膜形态的影响 被引量：1

6

作者 许松林 王小明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期145-149,共5页

利用高速摄像机对刮膜式分子蒸馏器壁面上的液膜形态进行了研究,实验发现随着进料率和转速的增加,不同物料在蒸发壁面上主要存在4种流动形态:液滴状、股状、不连续液膜和连续均匀液膜,同时测得水、乙醇、质量分数为12%乙二醇溶液、质量... 利用高速摄像机对刮膜式分子蒸馏器壁面上的液膜形态进行了研究,实验发现随着进料率和转速的增加,不同物料在蒸发壁面上主要存在4种流动形态:液滴状、股状、不连续液膜和连续均匀液膜,同时测得水、乙醇、质量分数为12%乙二醇溶液、质量分数为50%乙二醇溶液和质量分数为50%丙三醇溶液在不同转速下出现连续均匀薄膜的临界流率。利用高斯过程进行数据预测表明:在一定转速下,临界流率随表面张力的增大而增大,随粘度的增大而减小。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 流动形态 临界流率 高斯过程

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏初始液膜分布及进料结构优化 被引量：4

7

作者 王臣 张俊梅 +3 位作者 柳斌 段振亚 刘茂睿 蒋文才 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期20-24,46,共6页

初始液膜是蒸发液膜形成的基础,研究它的分布情况对改进分子蒸馏器内部流场形态和优化进料结构具有重要意义。文中建立了三角齿分布器及其外围筒体的数学模型,采用计算流体力学方法研究了三角齿分布器转速、进料速度、进料位置对初始液... 初始液膜是蒸发液膜形成的基础,研究它的分布情况对改进分子蒸馏器内部流场形态和优化进料结构具有重要意义。文中建立了三角齿分布器及其外围筒体的数学模型,采用计算流体力学方法研究了三角齿分布器转速、进料速度、进料位置对初始液膜均匀性的影响。提出了一种新型进料结构,包括中间进料装置与斜齿分布器,对其进行数值模拟研究并与常规进料结构对比分析。结果表明:在侧方位进料下改变三角齿分布器转速与进料速度均不能改善初始液膜的均匀性;进料位置越靠近轴心处初始液膜分布越均匀。经结构优化后,采用中间进料与斜齿出料形成的初始液膜分布最均匀,进而有利于在转子刮擦区形成均匀的蒸发液膜,加强传热传质,提高了分离效率。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 分布器 计算流体力学 初始液膜 进料结构优化

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏器传热特性及壁面优化 被引量：2

8

作者 邓立文 许松林 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2685-2692,共8页

使用CFD软件建立了刮膜式分子蒸馏器的三维模型,以EHP-EHS混合物为研究对象,并通过编写用户自定义函数(UDF),研究刮膜式分子蒸馏过程传质存在时的传热特性,得到充分发展的温度场及流场,分析了蒸发壁面温度的分布及转子转速对其影响和局... 使用CFD软件建立了刮膜式分子蒸馏器的三维模型,以EHP-EHS混合物为研究对象,并通过编写用户自定义函数(UDF),研究刮膜式分子蒸馏过程传质存在时的传热特性,得到充分发展的温度场及流场,分析了蒸发壁面温度的分布及转子转速对其影响和局部Nu数的分布。结果表明:液膜表面的升温过程是周期地和波动地达到动态稳定温度的;转子转速越大,周期越小,温度波动次数越多,温度稳定性越好;局部Nu数在刮膜器刮擦的位置突增,刮膜器的刮擦作用是影响平均Nu数增大的主要因素。经过壁面优化,液体湍流程度增大,传热效果得到不同程度的增强,凸起矩形排列、三角形排列、螺旋形排列时平均Nu数分别是光滑蒸发面的1.32倍、1.23倍、1.04倍,为进一步优化刮膜式分子蒸馏器提供参考。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 计算流体力学 传热 壁面优化

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏器内传质的数值模拟 被引量：6

9

作者 余亚杰 许松林 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期547-553,共7页

在刮膜式分子蒸馏器中,研究液膜内传质传热特性对改进蒸馏器内流场结构和优化操作参数具有重要意义。今采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件,建立刮膜式分子蒸馏器三维模型,研究了液膜表面温度、浓度、蒸发速率沿... 在刮膜式分子蒸馏器中,研究液膜内传质传热特性对改进蒸馏器内流场结构和优化操作参数具有重要意义。今采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件,建立刮膜式分子蒸馏器三维模型,研究了液膜表面温度、浓度、蒸发速率沿三维方向变化,并探究了进料量和加热温度对传质传热特性的影响。结果表明:头波前液膜表面温度随着远离头波沿周向和径向逐渐减小,沿轴向逐渐增加,头波处、壁面附近和液膜表面处温度梯度较大;壁面附近处易挥发组分浓度几乎不变,但沿三维均呈减小趋势;蒸发速率沿三维的变化和温度呈相同的趋势;进料量越小,加热温度越高,液膜表面温度、易挥发组分蒸发速率和液相总传质系数越大,易挥发组分浓度减少的也越快,有利于传质。但较高的加热温度会增加生产成本,且易使物料分解,故应选择合适的加热温度。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 计算流体力学 蒸发速率 传质

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸馏技术精制山茶油的数值模拟 被引量：1

10

作者 柳斌 张俊梅 +3 位作者 林龙龙 张浩东 王臣 段振亚 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期7-13,共7页

山茶油是一种具有高附加值、丰富保健功能的天然产品。由于目前山茶油的深加工技术尚不完善,采用的化学精炼工艺脱除山茶油中游离脂肪酸时存在皂脚等物质残留问题,难以达到国家标准(GB/T11765-2018)的要求。刮膜式分子蒸馏技术独特的动... 山茶油是一种具有高附加值、丰富保健功能的天然产品。由于目前山茶油的深加工技术尚不完善,采用的化学精炼工艺脱除山茶油中游离脂肪酸时存在皂脚等物质残留问题,难以达到国家标准(GB/T11765-2018)的要求。刮膜式分子蒸馏技术独特的动态膜温和蒸发过程,在精细化工分离与提纯中占据着绝对的优势。为了获得最佳的山茶油分离参数与分离机理,文中采用CFD方法对刮膜式分子蒸馏技术精制山茶油的过程进行数值模拟,结果表明:蒸发器内液膜分布和传热系数变化受转子转速和进料速度影响较大;当蒸发温度为190℃、刮膜器转速为300 r/min、进料速度为900 g/h时系统的综合指标为最佳,该模拟结果对分子蒸馏精制山茶油的工艺优化及工艺参数控制具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 山茶油 液膜模拟 传热

下载PDF 职称材料

刮膜式分子蒸发器上液体的停留时间分布 被引量：5

11

作者 许松林 王玲 郭凯 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期70-74,共5页

以水及质量分数分别为50%、70%的丙三醇-水溶液为介质,采用脉冲示踪法与紫外分光光度法对刮膜式分子蒸馏器上液体的停留时间分布(RTD)进行研究,分别研究了进料速率、转子转速及物料黏度对停留时间分布的影响.结果表明:在实验范围内,停... 以水及质量分数分别为50%、70%的丙三醇-水溶液为介质,采用脉冲示踪法与紫外分光光度法对刮膜式分子蒸馏器上液体的停留时间分布(RTD)进行研究,分别研究了进料速率、转子转速及物料黏度对停留时间分布的影响.结果表明:在实验范围内,停留时间随着进料速率的增大而减小;进料速率增大时,分子蒸发器上的液膜混合程度也随之增强;随着转子转速增大,停留时间先增大,当达到一定转速后,停留时间反而减小;停留时间随物料黏度的增大而增大,液膜轴向返混程度也随之增强.通过对实验过程的观察与分析,采用2种不同的组合流动模型对刮膜式分子蒸馏过程进行描述,经与实验数据的对比可知,模型2(2个N级全混流串联模型进行并联,其中一个区域中每个全混流模型分别与一个平推流区域进行交换)在实验条件下较为适用,模型的模拟值与实验数据吻合较好. 展开更多

关键词 刮膜式分子蒸馏 脉冲示踪法 停留时间分布 流动模型

下载PDF 职称材料

分子蒸馏法富集茶树油特征成分的研究 被引量：5

12

作者 牛彪 梁妍 +1 位作者 梁剑平 刘宇 《食品研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第4期25-31,37,共8页

以茶树油中1,8-桉叶素和松油烯-4-醇的相对含量为指标,借助刮膜式分子蒸馏技术,在单因素试验基础上进行正交试验,并通过气相色谱法测定相对含量,得出在蒸馏温度38℃,蒸馏压力110 Pa,进料速率2.5 mL/min,刮膜转速450 r/min条件下,轻组分... 以茶树油中1,8-桉叶素和松油烯-4-醇的相对含量为指标,借助刮膜式分子蒸馏技术,在单因素试验基础上进行正交试验,并通过气相色谱法测定相对含量,得出在蒸馏温度38℃,蒸馏压力110 Pa,进料速率2.5 mL/min,刮膜转速450 r/min条件下,轻组分中1,8-桉叶素相对含量由2.674%提升至5.33%;在蒸馏温度38℃,蒸馏压力110 Pa,进料速率3 mL/min,刮膜转速450 r/min,重组分中松油烯-4-醇的相对含量由43.416%提升至65.17%。运用该技术,富集效果明显,能为挥发油类物质的工业化生产提供参考价值。 展开更多

关键词 茶树油 刮膜式分子蒸馏 松油烯-4-醇 1 8-桉叶素 气相色谱法

下载PDF 职称材料

浅谈分子蒸馏设备的研制 被引量：1

13

作者 薛世芬 《粮油食品科技》 2001年第3期31-32,共2页

本文根据分子蒸馏的机理，研究分析了分子蒸馏设备结构功能发展的特点，并对刮膜式分子蒸馏器的研制及应用进行探讨。

关键词 分子蒸馏设备 刮膜式分子蒸馏器 结构功能 应用 机理

下载PDF 职称材料

结晶水法制备HDI缩二脲并脱除游离HDI和配漆的方法

14

《乙醛醋酸化工》 2020年第5期49-49,共1页

一种结晶水法制备HDI缩二脲并脱除游离HDI和配漆的方法,其特征在于:包括下列步骤:第一步:在带有搅拌和回流冷凝器的反应釜(4)中加入HDI,升温到100~180℃之间并搅拌;第二步:加入不同结晶水化合物同HDI进行反应,反应温度控制在100~180℃之... 一种结晶水法制备HDI缩二脲并脱除游离HDI和配漆的方法,其特征在于:包括下列步骤:第一步:在带有搅拌和回流冷凝器的反应釜(4)中加入HDI,升温到100~180℃之间并搅拌;第二步:加入不同结晶水化合物同HDI进行反应,反应温度控制在100~180℃之间,HDI和水的摩尔比为2~10∶1,反应时间为2~12(保护范围更宽些)小时;第三步:降温,经过滤器(6)除去反应过程中生成的白色聚脲颗粒,将混合液经过过滤布(7)收集澄清滤液作为粗产品;第四步:采用刮膜式分子蒸馏器(9)蒸馏处理粗产品,蒸出物中HDI单体≥99.5%,蒸余物HDI缩二脲中游离HDI单体降至0.5%以下。 展开更多

关键词 HDI缩二脲 回流冷凝器 反应釜 聚脲 结晶水 混合液 过滤器 刮膜式分子蒸馏

原文传递