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開展對海水水平管外降膜蒸發(fā)中CO2解吸的研究，對發(fā)展化學(xué)解吸和液膜波動強(qiáng)化傳熱的理論，推動海水淡化裝備和過程應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，具有較高的科學(xué)價(jià)值和潛在的應(yīng)用前景。本申請針對水平管外降膜蒸發(fā)中CO2解吸的傳熱傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的物理本質(zhì)認(rèn)識，廣泛考慮了化學(xué)反應(yīng)對液膜中CO2傳質(zhì)的效應(yīng)以及相變傳熱和液膜波動對化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)下CO2解吸的作用，以可視化實(shí)驗(yàn)為先導(dǎo)，結(jié)合水平管外降膜蒸發(fā)的傳熱特性和CO2解吸機(jī)理的認(rèn)識和描述，重點(diǎn)發(fā)展化學(xué)反應(yīng)加速CO2在液膜中傳質(zhì)速率的理論和計(jì)算方法、液膜波動強(qiáng)化相變傳熱的機(jī)理和耦合相變傳熱、液膜波動與化學(xué)反應(yīng)的CO2解吸過程的數(shù)學(xué)模型，分析探討耦合作用下CO2解吸的能質(zhì)傳遞現(xiàn)象和過程特性，以及現(xiàn)象形成的內(nèi)在原因和科學(xué)表述，揭示波動效應(yīng)、相變傳熱、解吸和化學(xué)反應(yīng)過程間的相互作用和內(nèi)在聯(lián)系，以期望為形成基礎(chǔ)科學(xué)理論做些必要的探索和鋪墊。

采用理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)值模擬手段對海水水平管外降膜蒸發(fā)中化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)下CO2解吸過程中的傳遞現(xiàn)象和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究，對不凝氣解吸的優(yōu)化控制和開發(fā)高效的降膜蒸發(fā)器提供了可靠的科學(xué)依據(jù)和重要的指導(dǎo)。研究工作達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，主要的成果和進(jìn)展有：建立了適用于降膜蒸發(fā)的海水液膜中化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，構(gòu)建了化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)下的CO2在液膜中化學(xué)解吸的數(shù)學(xué)模型；通過分析沿管圓周方向液膜內(nèi)的速度分布，揭示了水平管外液膜中的傳熱和波動特性；采用化學(xué)解吸反應(yīng)平衡所需要的時(shí)間等于海水流經(jīng)水平管外所停留的時(shí)間來確定單元體的方法計(jì)算了CO2化學(xué)解吸速率，提出了決定水平管外海水液膜中CO2化學(xué)解吸速率的關(guān)鍵因素。本項(xiàng)目范圍內(nèi)發(fā)表論文16篇，其中國際SCI檢索期刊5篇，EI收錄1篇，獲得國家科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)，國家發(fā)明1項(xiàng)，培養(yǎng)研究生5人。^[1]