CMC溶液在豎直開孔板上的流動研究及數(shù)值模擬.pdf

1、聚合物脫揮在聚合物生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵作用，而脫揮元件是控制脫揮效率的重要因素。脫揮元件通過改變液體的表面更新，從而影響著傳質(zhì)效率。為了提高脫揮效率，本文提出了一種新型降膜元件，并對這種結(jié)構(gòu)下的流型進行了基礎(chǔ)性研究，作為進一步深入研究的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)依據(jù)。
　　聚合物溶液一般屬于非牛頓流體，因此本文選用CMC（羧甲基纖維素鈉）水溶液作為實驗物質(zhì)。基于柵縫式脫揮元件的結(jié)構(gòu)，本文提出了豎直開孔板這一新型結(jié)構(gòu)。從實驗和模擬兩種方法探討了該

2、結(jié)構(gòu)下的降膜流動情況，并研究了實驗操作條件和開孔尺寸等參數(shù)對降膜流動的影響。
　　本文首先利用激光多普勒測速儀（LDA）作為測速工具，初步得到了特征位置處的速度分布曲線。在此基礎(chǔ)上，利用計算流體力學軟件CFD進行降膜的三維模擬，與實驗值比較分析得到，VOF模型適合氣液兩相降膜流動的模擬。將模擬結(jié)果進一步分析，得到了不同操作條件和開孔尺寸下整個降膜的流場和膜厚信息。
　　實驗和模擬結(jié)果表明，開孔內(nèi)降膜中心處速度最大，液膜最薄，

3、沿著孔中心向外呈環(huán)狀分布，速度逐級減小，膜厚逐級增加。隨著溶液濃度的增加，開孔內(nèi)流體流速下降，膜厚增加；隨著流量的增加，開孔內(nèi)流體的速度上升，膜厚增加；入口縫寬直接影響著降膜的流速和厚度。改變開孔尺寸會影響降膜流場和膜厚的變化——隨著開孔寬度的增加，開孔內(nèi)降膜的速度增加，中間區(qū)域液膜變?。浑S著開孔長度的增加，開孔中間區(qū)域的流體流速略有升高，當長度增加到一定值時，降膜的厚度會出現(xiàn)明顯降低。由此得出，在保證液膜不破裂的前提下，開孔寬度和長度