網(wǎng)板柱塞流電化學(xué)反應(yīng)器流動特性的數(shù)值模擬.pdf

1、電催化氧化是一項(xiàng)具有良好應(yīng)用前景的綠色技術(shù)，柱塞流（管式）反應(yīng)器可以有效地提高電催化氧化技術(shù)電流效率，降低處理成本。網(wǎng)板柱塞流電化學(xué)反應(yīng)器(PRE-PFER)因網(wǎng)狀平板陰陽極結(jié)構(gòu)大小一致且垂直于水流放置，可有效解決傳統(tǒng)柱塞流反應(yīng)器電流密度不均勻、流速分布不均勻等缺陷。計(jì)算流體力學(xué)(CFD)可以有效模擬反應(yīng)器流場，是一種研究反應(yīng)器性能和優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的高效技術(shù)。
　　本文采用CFD技術(shù)，用FLUENT軟件模擬了網(wǎng)板柱塞流電化學(xué)反應(yīng)器的流

2、場結(jié)構(gòu)，分析了反應(yīng)器中的速度、湍流強(qiáng)度、壓降等水力特性。首先，為優(yōu)化反應(yīng)器內(nèi)電極結(jié)構(gòu)和排布方式，分別設(shè)計(jì)了單板模型和多板模型，研究了電極孔尺寸、板間夾角和板間距對流場特性的影響，考量了流速分布、湍流強(qiáng)度和壓降等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)隨著電極孔尺寸增大，反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)死區(qū)面積明顯增大;網(wǎng)板電極可以使流場分布趨于均勻且增加流體的湍動;夾角為90度，板間距≥20mm時(shí)，電極板間無明顯的回流區(qū)域和反應(yīng)死區(qū)，且流場分布較均勻，流體的輸送能增加，但壓降最大。<

3、br>　　其次，對比了進(jìn)口方式（軸向中心、軸向下側(cè)、徑向垂直和徑向相切）對反應(yīng)器流場的影響。模擬結(jié)果表明:反應(yīng)器進(jìn)口方向?yàn)閺较驎r(shí)，進(jìn)口區(qū)域速度分布均勻，優(yōu)于軸向進(jìn)口;速度矢量圖和壓力分布圖顯示，四種進(jìn)口中，進(jìn)口方式為徑向相切時(shí)，進(jìn)口區(qū)域回流量為27％且反應(yīng)器中心軸向方向的壓降最小，而其余三種在進(jìn)口區(qū)域均產(chǎn)生大面積漩渦，回流量為49.1～58.8％。
　　再者，對比了PRE-PFER和PFER兩種反應(yīng)器的流速分布、湍流強(qiáng)度分布和壓降