- 文献综述（或调研报告）：
“三传一反”是化工专业的核心，本项目聚焦于其中的“传质”。由传质涉及的相态多少可分为均相传质与相间传质。本项目聚焦于流动状态下的气相与液相间的传质，即气液两相流之间的传质。
传质系数测量方法
气液两相流在曝气、发酵、解吸、气液反应等工业单元操作中十分常见。早期的研究聚焦于发酵罐中的氧传质，常使用亚硫酸氧化法来测定随着气体的鼓入发酵罐中溶液含氧量的变化。测量方法可分为动态法和稳态法两种。
动态法的操作方式为记录通入气体中的氧气浓度阶跃变化时液相中的氧气浓度-时间曲线，并将液相中氧探针记录到的数据与氧气输入浓度的变化数据进行比较，计算得到传质系数。动态法依赖于氧探针，其放置位置、矫正方式、测量原理对实验结果有着重要影响[1]。而动态法又有两种操作方式。一种为通入纯氧，通过改变压力来实现氧气浓度的阶跃变化[2]，这也是欧洲化学工程联合会工作组建议的标准方法。然而此方法要求压力的突变，对于大型容器来说操作难度比较大。另一种则是通入混合气体（通常为空气），通过改变混合气体中的氧气浓度来实现阶跃变化[3]，这种方法比较容易操作，对大型容器同样适用。
稳态法则是在液相从气相吸收氧气的同时通过化学或酶促反应消耗液相中氧气以维持溶氧量在一个固定的范围内。传质系数可以通过进出口气体含氧量的变化或消耗溶解氧的反应物的反应速率来测定。这种方法最主要的误差来源为快速化学反应可能不止在液相主体，而在液膜处也有发生，从而导致吸收过程同时存在物理吸收和化学吸收，使得测得的传质系数偏大。稳态法还受限于固定的反应体系[4]，因此往往对于液相性质有较高的要求。比较发现稳态法的误差高于动态法。在实际的试验中需根据自身体系谨慎选择溶解氧测量方法或其变式。
空气-水体系
射流曝气过程作为气液两相流的一种，最早在水质处理方面得到应用并引起重视。Urban等[5]提出了一种两相稳态模型，在预测通过大坝后水中的溶解气体总量取得了较好的结果。该模型通过气泡体积孔隙率、气泡Sauter直径、漩涡尺度等计算气泡传质系数，并认为垂直气泡剖面对长河道末端的溶解气体总量影响不大，而气泡的聚结对溶解气体总量较为重要。Khiadani等[6]使水流通过出水管路作为喷嘴流入下游，他们发现，喷射状落下的水流能产生更多的气泡从而提高传质效率，且气液传质系数与喷嘴角度、喷嘴距水面的高度即喷射高度、水流通过喷嘴的速度即喷射速度等多种工艺参数有关。为进一步提高气液传质效率，Chipongo等[7]采用堤坝梳状开口并添加多个喷嘴的方式进一步提高气液接触面积。他们发现高射流速度下增加落差即射流高度的效果更明显，且存在理论最佳单位射流功率。此后的研究多在固定体积的水槽内进行，用泵将水槽内的液体压出通过喷嘴循环回水槽以此探究提高气液传质系数的方法。
Bagatur[8]使用截断圆形管口与水平管口做对比，并在保持斜射流长度为0.15m的条件下进行了喷嘴倾斜角度从45°到60°的试验，通过半密封水槽上方的空气转子流量计读数测量气体夹带率。试验发现20°或60°截断管口都没有显示出不同于水平管口，仅有45°截断管口在相同条件下会提高空气夹带量，这或许由射流与水面的接触周长和水射流表面粗糙度的增加导致，而射流角度为45°时同样可以得到最大的气体夹带率。射流速度是对氧气传递效率影响最大的变量，两者呈负相关，而对于气体渗透深度影响较大的变量为喷口直径和射流速度，呈正相关。而Khiadani等[9]则采取了在出口管后加薄板或墙引导水流的方式，并以水深、射流高度和射流Froude数作为传质系数预测函数的自变量。他们发现，出口后的引流支撑能明显加深气泡的渗透深度。
Shukla等[10]发现传质系数与氧传递效率均随过水面积的增大而增大，而与开口形状无关，最大传质系数出现在等面积开孔最多的情况下，最大氧传递效率出现在等面积开孔最少的情况下。Deswal等[11]则发现，等面积等射流速度下下开孔越多，气泡渗透深度越浅，气泡群宽度越窄，他们也认为气液传质主要与Froude数有关，但他们采用的是以射流速度、喷嘴直径、重力加速度和开孔个数计算的综合Froude数。
Hibiki等[12]通过封闭水槽开孔插入喷嘴及开孔收集气体通过肥皂泡和注射器测定气体夹带率的方法进行试验。综合前人结果与实验，他们提出以考虑射流角度纠正后的射流与水面接触等效直径、气液接触面波动范围的拉普拉斯等效长度、加入测量误差的韦伯数为函数自变量计算气体夹带量的模型，并验证其平均绝对相对误差为21.7%。
