Go to Top

    低温下水在油中的凝结过程

    两相流研究的是两相物质(至少一相为流体)所组成的流动系统。若流动系统中物质的相态多于两个,则称为多相流,两相或多相流是化工生产中为完成相际传质和反应过程所涉及的最普遍的粘性流体流动。有相变时的传热、液体精馏、液体萃取以及搅拌槽中的化学反应等,都涉及两相流。

    两相流的流动形态有多种,除了同单相流动那样区分为层流和湍流外,还可以依据两相相对含量、相界面的分布特性、运动速度、流场几何条件划分流动形态。对于管内气液系统,随两相速度的变化,可产生气泡流、层状流、波状流、冲击流、环状流等。

    本文所展示的即为一个典型的两相流场景,在初始时刻,油箱表面的水层在表面张力和重力的共同作用下,从中间被挤破并沿着油箱两侧下落,最终在油箱底部形成水分集中层。

    QQ截图20161023215737

    而在水与低温油混合的过程中,水分放热低于冰点时,水与低温油的界面上会存在薄冰层,并被水滴裹挟破碎,跟随水滴运动方向下落,在底部聚集明显。

    水层温度略高于冰点,随着在油箱中的滴落,与低温油混合更加充分,温降更加明显,同时由于成冰作用,在水底跌落至底部时,油箱中部悬浮少量冰油混合物,因此在F中可以看到在水层上方有部分的温度低于水温高于油温。

    11

    在油箱上方存在2mm的油纸,温降过程中,油中的水分含量不断增加,而在油纸中的水分因为扩散作用,不断从油箱中吸收微水,下图1即为厚度方向上,微水含量的变化,其中0处为油纸和油箱接触界面,该处浓度的升高主要是由微水溶解度降低,油中微水含量上升形成,从底部到油纸顶部,由于浓度梯度越来越小,微水浓度逐渐降低。