鼓泡結(jié)晶管內(nèi)氣——液兩相流計算流體力學數(shù)值模擬.pdf

1、在能源、動力、核能、石油、化工、冶金、制冷、低溫、環(huán)境保護以及航天技術(shù)等許多工業(yè)部門,氣液兩相流的應用都非常普遍。在結(jié)晶、攪拌等化工單元操作中也常常出現(xiàn),并且占有重要地位。對于簡單的流動可以通過經(jīng)驗公式預測其流動狀況,但是這些關(guān)系式并不能呈現(xiàn)整體流動效果。隨著鼓泡結(jié)晶的迅速發(fā)展、應用物系不斷增加,鼓泡結(jié)晶過程中的氣液兩相流在結(jié)晶過程中的地位更為重要。目前鼓泡結(jié)晶中氣液兩相流的研究,主要是針對特定氣速和脈沖時間進行,并未考慮其他因素(溫度

2、、脈沖時間、脈沖時間間隔等)對兩相流的影響,因此全面研究影響氣液兩相流的因素顯得十分必要。
　　 本文以商業(yè)化計算流體力學軟件FLUENT作為計算平臺,選擇適當?shù)臄?shù)學模型來描述結(jié)晶管內(nèi)的氣液兩相流流動過程,并對兩相流中的流動場進行詳細分析,結(jié)合鼓泡結(jié)晶相關(guān)原理,確定較為適合的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)、氣速、進氣方式,以及相關(guān)因素變化對兩相流場的影響。
　　 為便于對鼓泡結(jié)晶管內(nèi)氣液兩相流動的模擬計算,對計算區(qū)域進行二維簡化,用GAMB

3、IT軟件建立計算域幾何模型,選擇VOF模型,利用CFD技術(shù)對不同管徑結(jié)晶管內(nèi)氣液兩相流進行模擬?？紤]到彈狀流對結(jié)晶純度的促進作用,根據(jù)脈沖進氣條件下彈狀流形成的難易程度、形成彈狀氣泡的快慢、相含率分布、動壓力分布以及速度場分布,分析確定較為合適的結(jié)晶管管徑。對最優(yōu)鼓泡結(jié)晶管徑中連續(xù)、脈沖進氣方式進行模擬,定性分析兩相流型對晶層生長的促進作用。不同工況對氣液兩相流的影響進行模擬分析,如:不同進氣方式(連續(xù)和脈沖進氣)、不同脈沖時間、不同間