毛细管中泰勒流液侧传质特性及其强化机理的CFD模拟

作     者：许闽 黄海 刘辉 雷志刚 XU Min;HUANG Hai;LIU Hui;LEI Zhigang

作者机构：北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2012年第63卷第1期

页      面：42-50页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(2006CB202503) 国家自然科学基金创新研究群(20821004)~~ 

主　　题：泰勒流 气液传质 传质强化 场协同 计算流体力学 

摘      要：采用计算流体力学(CFD)的方法,研究了圆管中泰勒流的液侧传质特性,分析了泰勒气泡上局部传质特性,并研究了气泡上升速度、液膜长度和液栓长度对液膜处和气泡半球帽处平均传质系数的影响。结果表明,泰勒气泡表面局部传质系数存在3个峰值,液膜处的平均传质系数随气泡上升速度增大显著增大,随液膜长度增大而减小,而半球帽处的平均传质系数随气泡速度和液膜长度的增大变化较小,即膜接触时间增加时,液膜处的传质系数降低,而半球帽处传质系数变化较小。另外,引入场协同原则对单元胞内速度场和浓度场进行分析,解释了局部传质特性及强化机理。最后,给出了分别预测短和长膜接触时间下泰勒流液侧体积传质系数的关联式,该式在较宽的管径尺度范围(0.25～3mm)内的预测误差在±20%以内。