Numerical simulation and investigation of single CO2 bubble behavior in ionic liquids.pdf

1、鼓泡塔是一種用于處理多相流體系的反應器，由于它優(yōu)良的傳質、傳熱和易操作性，在化學工業(yè)中被廣泛使用。然而，氣泡在鼓泡塔中的運動行為是改善高粘度高密度等復雜體系的關鍵因素。
　　本課題分為兩部分進行研究。第一部分應用歐拉多相流模型模擬空氣-水體系，所模擬的三維鼓泡塔模型中水作為第一相，空氣作為第二相。本課題中，湍流模型采用k-ε模型。初始模擬條件的設定包括了應用在相間耦合的諸如虛擬質量、曳力和浮力等封閉模型。本課題的目的是預測不同操作

2、條件和受空速影響的流體軸向速度流場，同時也研究了鼓泡塔的分離系數(shù)和氣體分布器。在研究鼓泡塔中單個氣泡在靜止液體中的流體力學性能，可以為鼓泡塔的設計提供有效參考。對鼓泡塔設計和放大有著重要影響的的各種關鍵參數(shù)可以在前人的研究工作中獲得。多年來，鼓泡塔因其優(yōu)良的性能和廣泛的用途吸引了眾多研究者的注意。本研究以CFD模擬軟件FLUENT16.0為工具，模擬了2D鼓泡塔中單個氣泡在靜止離子液體中的流動行為。本文首先構建了鼓泡塔幾何模型，然后在G

3、AMBIT2.3.1完成網(wǎng)格劃分，結合水平集方法建立了VOF多相流模型。為了驗證模型的可靠性，將本研究中的模擬算例與文獻中空氣和水體系進行對比，其氣泡上升速度與已發(fā)表結果一致。在上述模型建立的基礎上，本文建立了二氧化碳氣泡和兩種離子液體（[Bmim][BF4]和[Bmim][PF6]）的多相流體系，對氣泡大小，液體粘度和鼓泡塔寬度等多種因素對氣泡上升速度的影響進行了對比研究。在本研究中，單個氣泡是以打補丁的方法賦予初始狀態(tài)，而不是賦予氣