管道流動(dòng)體系氣液兩相流場數(shù)值模擬.pdf

1、如今霧霾情況日益嚴(yán)重，人們對環(huán)境問題越來越關(guān)注，天然氣水合物是清潔環(huán)保且安全的新型能源，是一種很有前景的新能源，其生成促進(jìn)技術(shù)備受研究學(xué)者們的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)室對天然氣水合物生成促進(jìn)進(jìn)行研究工作，提出利用管道螺旋流來促進(jìn)氣液兩相摻混，強(qiáng)化傳質(zhì)傳熱，提高管式反應(yīng)器內(nèi)氣體水合物的生成速率。
　　文章首先歸納了國內(nèi)外對螺旋流研究現(xiàn)狀，以及水合物生成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了螺旋流的基本特性，傳熱傳質(zhì)的特點(diǎn)以及氣液兩相流渦特性以及速度分布，綜

2、述了水合物生成技術(shù)的方法。為本實(shí)驗(yàn)室利用管道螺旋流以及管式水合物生成實(shí)驗(yàn)?zāi)M做良好的鋪墊。
　　本文依據(jù)流體力學(xué)平衡或守恒定律的基本原理，建立計(jì)算流體計(jì)算過程中的基本方程和理論模型，對水平圓管螺旋氣液兩相流流動(dòng)數(shù)值計(jì)算采用歐拉模型；對U型管氣液兩相流流動(dòng)數(shù)值計(jì)算采用VOF模型。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對比，吻合度較高，模擬結(jié)果可信。
　　通過數(shù)值模擬結(jié)果對葉片起旋器引發(fā)的氣液兩相流流場特征進(jìn)行分析研究。研究表明，葉片面積相同時(shí)

3、，葉片間夾角越大，流體湍流強(qiáng)度越大，流場的軸向速度越大而切向速度逐漸減??；葉片間夾角相同時(shí)，葉片面積越大，流體湍流強(qiáng)度越大，流場中軸向速度減小，切向速度增大。模擬得出螺旋流流場中液相的速度場分布、兩相流體湍流強(qiáng)度分布以及螺旋流體積含氣率的分布特點(diǎn)。通過對比，表明氣相速度對氣液兩相流流場中的速度分布以及含氣率特征影響較大，入口體積含氣率在0.3~0.6之間，含氣率分布均勻，更有利于氣液的摻混，從而促進(jìn)水合物生成。
　　進(jìn)行了管道流動(dòng)