微通道內(nèi)液-液傳質(zhì)與相分離模擬研究.pdf

1、微通道反應(yīng)器由于尺寸效應(yīng)而具有優(yōu)越的傳質(zhì)傳熱性能，已經(jīng)成為目前研究的重點(diǎn)課題。針對(duì)兩相傳質(zhì)反應(yīng)體系，快速相分離可以實(shí)現(xiàn)這些反應(yīng)的基本要求，因此用微分離器進(jìn)行相分離也逐漸受到研究者的青睞。
　　本文采用VOF方法和界面捕捉法模擬了彎曲通道、雙極T型以及擴(kuò)張微通道充滿兩相液彈流的過(guò)程；以入口夾角為60°Y型微通道為模型，對(duì)通道內(nèi)液彈內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行分析，證明了內(nèi)循環(huán)的存在；考察了通道內(nèi)兩相流壓降分布，分析了水相入口壓力、液彈流速度、通道直徑

2、、壁面潤(rùn)濕性等對(duì)壓強(qiáng)的影響；并研究了壁面剪應(yīng)力的分布以及速度對(duì)剪應(yīng)力的影響。然后根據(jù)壓降平衡模型分析操作條件以及物性參數(shù)等對(duì)相分離性能的影響，包括液兩相表觀流速、兩相流率比、支管長(zhǎng)度比、潤(rùn)濕性能、表面張力等因素。并模擬了垂直T型和夾角為60°Y型相分配器液彈流平均分配過(guò)程。最后，采用CFD模擬的方法，使用FLUENT軟件，利用UDF語(yǔ)言程序，模擬了微通道反應(yīng)器中兩相液彈流傳質(zhì)過(guò)程，并研究了反應(yīng)對(duì)傳質(zhì)的強(qiáng)化過(guò)程。
　　通過(guò)對(duì)Flue

3、nt模擬的結(jié)果進(jìn)行后處理，結(jié)果表明：微通道內(nèi)兩相流壓降隨著速度的增大，直徑的減小而增大。液彈流流率比、支管長(zhǎng)度比、潤(rùn)濕性能、表面張力對(duì)相分離性能影響顯著；兩相流流率、通道直徑、支管夾角對(duì)相分離性能無(wú)影響。
　　本文采用界面固定模型模擬微通道內(nèi)油水兩相傳質(zhì)與反應(yīng)過(guò)程。結(jié)果表明：增大流速、擴(kuò)散系數(shù)及流量比、減小直徑均促進(jìn)傳質(zhì)系數(shù)增大。選用Hatta數(shù)判斷反應(yīng)的快慢，該反應(yīng)為傳質(zhì)和反應(yīng)共同控制。在水相中進(jìn)行酯化反應(yīng)加強(qiáng)了傳質(zhì)，用增強(qiáng)因子