細(xì)通道內(nèi)氣液兩相Taylor流傳質(zhì)研究.pdf

1、新型整體式反應(yīng)器和微通道反應(yīng)器顯著的過程強(qiáng)化作用使得細(xì)通道內(nèi)氣液兩相Taylor流成為近些年的一個(gè)研究焦點(diǎn)。本文通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)，對(duì)細(xì)通道中氣液兩相Taylor流進(jìn)行了研究，其主要目的是揭示細(xì)通道內(nèi)Taylor流的傳質(zhì)特性和強(qiáng)化機(jī)理。
　　計(jì)算流體力學(xué)CFD被用來模擬通道內(nèi)氣液兩相Taylor流的流動(dòng)和傳質(zhì)。模擬中假定Taylor氣泡具有理想的形狀(由兩個(gè)氣泡帽也一個(gè)圓柱組成)。在二維軸對(duì)稱坐標(biāo)系下，模擬考察了氣泡運(yùn)動(dòng)速度ub，

2、液相擴(kuò)散系數(shù)D，液膜厚度δfilm，單元長(zhǎng)度LUC，液膜長(zhǎng)度Lfilm以及通道直徑dc對(duì)兩相流動(dòng)和傳質(zhì)的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，液柱中的內(nèi)循環(huán)主要受氣泡運(yùn)動(dòng)速度的影響；Taylor流氣液兩相傳質(zhì)速率隨著傳質(zhì)時(shí)間的增大而不斷減小。氣泡運(yùn)動(dòng)速度ub和液相擴(kuò)散系數(shù)D的增大會(huì)促進(jìn)Taylor流兩相傳質(zhì)；通道直徑dc和單元長(zhǎng)度LUC的增大則會(huì)抑制兩相間的傳質(zhì)；而液膜長(zhǎng)度Lfilm以及液膜厚度δfilm對(duì)兩相傳質(zhì)的影響則隨傳質(zhì)時(shí)間的增大而發(fā)生變化。

3、r>　　實(shí)驗(yàn)以CO2-水為體系，在四根不同長(zhǎng)度的毛細(xì)管中進(jìn)行了氣液兩相吸收實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中通過觀察細(xì)通道內(nèi)氣液兩相分布，考察了氣液兩相表觀流速對(duì)氣泡、液柱和單元長(zhǎng)的影響。通過分析CO2的吸收，考察了單元停留時(shí)間和表觀流速對(duì)兩相傳質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氣泡長(zhǎng)度和液柱長(zhǎng)度分別隨著表觀氣速和表觀液速的增大而變長(zhǎng)。液側(cè)體積傳質(zhì)系數(shù)kLa隨著Taylor單元停留時(shí)間的增大而減小。停留時(shí)間越短，體積傳質(zhì)系數(shù)變化越大；停留時(shí)間越長(zhǎng)，傳質(zhì)系數(shù)變化越小。<