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在气液和液液的传质过程中,由界面浓度梯度所导致的相界面上表面张力梯度和密度梯度,会引发界面不稳定,从而导致界面对流。这是一种重要的界面流体力学不稳定现象,对界面传质会产生重要影响。由表面张力梯度引发的界面湍动称为Marangoni效应,由密度梯度引发的界面湍动称为Rayleigh-Bénard效应。首先建立了一套水平气液界面传质模拟装置,采用粒子成像测速仪(PIV)对乙醇-水、甲酸-水、丙酮-乙酸乙酯、二硫化碳-丙酮体系解吸传质过程的界面对流结构进行定量测量,得到垂直于界面的液相流场截面速度矢量信息,并进行了平均速度、涡量以及特征尺度分析。定量分析结果表明了Marangoni效应与Rayleigh-Bénard效应对液相流场的不同作用。Marangoni效应引发的界面切向流动对液相流场的作用主要集中在液体近界面处,在流场界面处产生较大的速度梯度; Rayleigh-Bénard效应引发的界面法向流动对液相流场主体部分流动有较大影响,导致较大的对流漩涡。定量测量了上述实验系统界面对流存在时气液传质过程的液相传质系数,并通过液相Sh数考察了RBM效应对传质过程的影响。发现当界面对流存在时液相Sh数显著增加,说明Marangoni效应和Rayleigh-Bénard效应可以明显强化界面传质。通过对实验数据进行关联,得出了液相Sherwood数与Marangoni数、Rayleigh数的关系式。其计算结果与实验结果相符合。