溝流

基于最小能量原理分析的豎壁溝流流動模型，認為當壁面為存在接觸角滯后的非理想表面時，其控制方程的邊界條件與滯后接觸角有關(guān)，并分析了流量存在波動時溝流厚度的波動原因和范圍。實驗研究了一些液體在不同表面上的溝流流動，結(jié)果表明了溝流波動與界面效應(yīng)有關(guān)的假設(shè)的合理性，溝流的實際厚度介于由滯后角限定的某一范圍內(nèi)，并且與溝流平均流量有關(guān)。若流率波動未超出由滯后接觸角及溝流基礎(chǔ)流量限定的范圍時，溝流只在厚度方向發(fā)生波動；若流率波動超出這一范圍，則溝流在寬度方向也開始伸縮。

溝流溝流波動產(chǎn)生的原因

Doniec假設(shè)的理想表面上，當流率增加時，液體仍以最大厚度存在，只是在寬度加大，形成一定寬液膜。而當流率減少時，液體以此最大厚度存在，只是在寬度上減小，直到流率小于臨界流率時，溝流發(fā)生斷裂。實際降液過程中，由于流量的波動，在上述理想表面上，不考慮接觸角滯后的因素，最大厚度不發(fā)生變化，溝流寬度發(fā)生伸縮。但由于表面的非理想性，存在接觸角滯后，若流量的波動未超過由滯后角限定的流量范圍，溝流在寬度方向不發(fā)生伸縮，而是在厚度方向上產(chǎn)生波動。厚度在δmaxA與δmaxR之間。這一機理得到了實驗觀測的佐證。水在有機涂膜表面上，同一位置，同一時刻，較小流量變化時的照片，水基礎(chǔ)流量適中，流量波動未能引起溝流寬度方向的伸縮。

溝流波動幅度分析

對于層流流動，當溝流截面形狀一定時，其流量一定；因而當流量發(fā)生改變時，其截面形狀也隨之改變。在某一定流量基礎(chǔ)上，流量發(fā)生較小變化?Q，?Q為截面變化?S部分流量積分。由于接觸角滯后，溝流在流量發(fā)生變化時各點厚度也要相應(yīng)變化。溝流處于平衡狀態(tài)1時，邊界線上接觸角θ_Y；流量趨于增大時，首先邊界不發(fā)生移動，即寬度不變，厚度開始增加接觸角經(jīng)歷θ_Y~θ_A之間的某一個θ，為狀態(tài)2；流量繼續(xù)趨于增大，邊界仍不發(fā)生移動，接觸角增大到θ_A，厚度增加到最大，為狀態(tài)3；流量繼續(xù)趨于增大，這時保持邊界上接觸角為θ_A，溝流邊界開始移動，為狀態(tài)4。流量減小時有類似的規(guī)律。

在相同基礎(chǔ)流量和流率波動時，實測平均厚度δ_av均在前進厚度與后退厚度之間，調(diào)整較大的流率波動量，實驗測定δ_A與預測值較為接近，δ_R較預測值略高，這是由于流量趨于減小過程不易調(diào)節(jié)，溝流容易斷裂，難以達到極限值。

溝流激光散斑照相分析溝流三維形態(tài)

以水為實驗流體，固體壁面采用普通玻璃，所得為透射散斑。分析散斑形成可知，暗線或明線為某一等厚線，這些線條反映了液膜厚度分布。對比有流量波動和無波動照片可以看出，流量無波動時，等厚線相互平行，且豎直向下，表明豎直方向上無波動；流量較小波動時，溝流寬度未變，但豎直方向上波動形成曲線等厚線。

對用于膜蒸餾的中空纖維組件數(shù)學模型進行了求解，并用模擬計算結(jié)果分析組件存在溝流效應(yīng)。結(jié)果表明，與纖維絲規(guī)則分布的理想組件相比，纖維絲隨機分布的實際組件中存在的溝流效應(yīng)使膜蒸餾組件通量降低；提高組件封裝分率可以減輕溝流效應(yīng)；提高膜兩側(cè)流體流量可以增加膜蒸餾推動力，削弱溝流效應(yīng)帶來的負面影響。

溝流溝流效應(yīng)分析

計算時假定這些局部封裝分率服從數(shù)學期望為0.4，方差為0.2的正態(tài)分布為實際組件的結(jié)果，它實際上是上述10個子纖維束的計算結(jié)果便于對比。

(1) 該組件中幾乎所有的膜蒸餾過程都是在低于0.5的區(qū)域內(nèi)進行的，這一區(qū)域貢獻了整個組件通量的96%，而其面積僅占總膜面積的70%；Φ_i高于0.5的區(qū)域由于其中的冷流體流量太小，即熱 、冷流體流率R太大，其溫度非常接近于管程熱流體溫度，膜蒸餾推動力接近于零，因而這一占總膜面積30%區(qū)域就成了無效面積區(qū)域。

(2) 即使是在Φ_i低于0.5的區(qū)域，膜面積也沒有充分發(fā)揮作用，Φ_i為0.3～0.4和0.4～0.5這兩個子纖維束中R比較大，因而冷流體出口溫度都接近于熱流體的入口溫度 (70℃)，膜蒸餾推動力必然非常有限，甚至存在一定比例的無效面積，膜蒸餾通量明顯低于理想組件。這兩個子纖維束對應(yīng)膜面積占了總膜面積的近40%。

(3)Φ_i為0.2～0.3的區(qū)域R最接近于1，因而表現(xiàn)出了最接近于理想組件的通量值，遺憾的是這一區(qū)域的膜面積僅占總膜面積的15.36%。

(4) 封裝分率為0.0～0.2的區(qū)域，R小于1，這使得該區(qū)域中冷流體的溫度遠離熱流體的溫度，因而膜蒸餾推動力較大，通量也很大，甚至超過理想組件的通量值。但是由于該區(qū)域所擁有的膜面積僅占總面積的14%，所以它對整個組件通量的貢獻并不是很大。該區(qū)域內(nèi)冷流體的流量占冷流體總流量的近70%，大量的冷流體流經(jīng)這里卻由于膜面積很小而不能充分發(fā)揮作用，其它區(qū)域卻因為冷流體流量太小而造成通量很低，甚至成為無效區(qū)。

溝流組件封裝分率與溝流效應(yīng)

Φ越大，組件通量越大。造成這一結(jié)果可能有兩種原因，其一是隨著Φ的增加，流體在殼程對流傳熱系數(shù)h_p 提高了，使溫度極化系數(shù)增大 ，

膜蒸餾推動力增加；其二是隨著Φ的增加，溝流效應(yīng)減輕。對h_p和理想組件通量的影響 ，可以看出，雖然增加Φ能明顯提高h_p，但是對理想組件而言卻沒有提高其膜蒸餾通量。這是因為對中空纖維組件而言，h_f和h_p都很高，膜蒸餾過程的控制步驟已經(jīng)不是膜兩側(cè)熱邊界層內(nèi)的傳熱過程，而是跨膜傳質(zhì)過程，因此提高h_p并不能明顯提高通量。

從組件封裝分率對殼程流體分布的影響可以看出，組件封裝分率越越小，在局部封裝分率很低的區(qū)域內(nèi)殼程流體流量在其總流量中所占的比例越大。通過分析可以得出：實際組件的通量隨著封裝分率的升高而升高并不是因為殼程對流傳熱系數(shù)增大的緣故，而是由于封裝分率的增大改善了殼程流體的流量分布，削弱了溝流效應(yīng)。 2100433B

溝流它較多發(fā)生在流固系統(tǒng)中。如溝貫穿于整個床層稱為貫穿溝流，如僅發(fā)生于局部則稱為局部溝流。形成溝流會降低傳質(zhì)效率。

在大型鼓泡床中，氣泡聚合后沿幾條捷徑上升，而嚴重的鼓泡集中可使氣泡沿著捷徑上升而形成短路，此現(xiàn)象稱為溝流。

在連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）中由于進料速度和產(chǎn)物流出較快或攪拌不充分等，難免會有一些物料未經(jīng)反應(yīng)就直接隨反應(yīng)產(chǎn)物流出，此現(xiàn)象亦稱為溝流。這種現(xiàn)象的存在，會造成轉(zhuǎn)化率降低和物料的流失浪費（在非循環(huán)體系中），而且，可能會增加產(chǎn)物純化的難度，對整個工藝流程帶來一些不好的影響。

在現(xiàn)代流行語中，也是溝通交流的意思。

流體輸送的溝渠，它是利用重力的作用，讓流體從高處流向低處的一種溝渠，全過程不需要動力，完全靠高度差讓流體自流。自流溝應(yīng)用領(lǐng)域不同，結(jié)構(gòu)也會有差異，溝的截面以長方形或倒梯形居多，上設(shè)覆蓋板或不設(shè)。

也有用圓形水泥預制管、鋼制、PVC等材料連接成的。市政的污水收集管網(wǎng)或雨水收集管網(wǎng)，大多都采用這種模式。2100433B

天溝H型天溝

H型天溝，又稱U型天溝，主要分別在于外形的區(qū)別，顧名思義，H型天溝外觀呈半圓弧狀，主要分布于歐洲國家地區(qū)的建筑風格。

天溝K型天溝

K型天溝,主要的分布地區(qū)在于北美，是北美國家地區(qū)建筑流行的天溝風格。