本研究利用液滴形成裝置、計數器、微電腦、及進行質傳之相關設備,探討單一液滴 及滴串之形成、運動、及熱質量的傳送程序,並進行理論分析。 本論文首先以高速照像方式,對液滴的形成進行系統化的觀察及記錄,探討液滴的形 成機構,並配合動態力平衡的觀念,預測液滴形成的大小。利用此結果及對噴嘴施加 軸向振動,可以控制液滴的大小,並製得等徑的滴串。 液滴形成後的熱質傳現象,先從單一液滴的研究著手,關於單一液滴之熱質傳遞係數 的估計,方程式(4.29)能夠適用於各種不同黏度比,不同界面張力的系統。文獻上 的各種實驗數據都可用此方程式表示。 液滴群的熱質傳研究,則著重於滴與滴間的干擾對熱質傳的影響,並以單滴之結果表 示。在液液系統中,滴串速度慢而易達到終端速度。若熱質傳的阻力只在連續相時, 滴與滴間的干擾會抑制熱質傳的速率,亦即前後滴距縮短,熱質傳的傳送係數降低。 滴串與單一液滴間質傳係數的關係可以用尾流模式,方程式(5.22)式表示。若熱質 傳的阻力在分散相內,滴與滴間的干擾會促進分散相內的質傳速率,亦即頻率增加或 滴距縮小時,分相內的質量傳遞係數提高。一般情況下,兩相內的阻力都須一併考慮 ,此時滴與滴間的干擾對熱質量傳送的影響全依阻力在那一相內而定,或者是兩者會 相互制衡。 滴串在氣相中自由落下時,如滴串速度很快、滴距短,可視同一個連續移動的圓柱, 利用圓柱模式及有效熱容積比,能準確地預測滴串的溫度變化。由此資料,即可建立 氣冷式冷卻塔的設計準則。 綜合上述,本文由液滴的形成、斷裂、落下之熱質傳,以及滴與滴間干擾的影響進行 全盤的研究,對於設計或模擬各類型的萃取槽及次卻塔都有很大的幫助。
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