細通道內氣液兩相Taylor流傳質研究.pdf

1、新型整體式反應器和微通道反應器顯著的過程強化作用使得細通道內氣液兩相Taylor流成為近些年的一個研究焦點。本文通過數(shù)值模擬和實驗，對細通道中氣液兩相Taylor流進行了研究，其主要目的是揭示細通道內Taylor流的傳質特性和強化機理。
　　計算流體力學CFD被用來模擬通道內氣液兩相Taylor流的流動和傳質。模擬中假定Taylor氣泡具有理想的形狀(由兩個氣泡帽也一個圓柱組成)。在二維軸對稱坐標系下，模擬考察了氣泡運動速度ub，

2、液相擴散系數(shù)D，液膜厚度δfilm，單元長度LUC，液膜長度Lfilm以及通道直徑dc對兩相流動和傳質的影響。模擬結果發(fā)現(xiàn)，液柱中的內循環(huán)主要受氣泡運動速度的影響；Taylor流氣液兩相傳質速率隨著傳質時間的增大而不斷減小。氣泡運動速度ub和液相擴散系數(shù)D的增大會促進Taylor流兩相傳質；通道直徑dc和單元長度LUC的增大則會抑制兩相間的傳質；而液膜長度Lfilm以及液膜厚度δfilm對兩相傳質的影響則隨傳質時間的增大而發(fā)生變化。

3、r>　　實驗以CO2-水為體系，在四根不同長度的毛細管中進行了氣液兩相吸收實驗。實驗中通過觀察細通道內氣液兩相分布，考察了氣液兩相表觀流速對氣泡、液柱和單元長的影響。通過分析CO2的吸收，考察了單元停留時間和表觀流速對兩相傳質的影響。實驗結果表明：氣泡長度和液柱長度分別隨著表觀氣速和表觀液速的增大而變長。液側體積傳質系數(shù)kLa隨著Taylor單元停留時間的增大而減小。停留時間越短，體積傳質系數(shù)變化越大；停留時間越長，傳質系數(shù)變化越小。<