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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 化学工程
题名: 微通道反应器内气液Taylor流特性研究
作者: 党敏辉
答辩日期: 2013-12-19
导师: 陈光文
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文通过实验和数值模拟相结合的方法研究了微通道反应器内气-液Taylor流流动特性。首先,用高速摄像技术考察了流动聚焦型微通道内Taylor气泡的形成过程。一个典型的气泡形成过程被分成两个步骤,即膨胀和断裂。对于给定的两相混合速度及液体粘度,气泡长度与气液比之间呈现出良好的线性关系;除气液比外,液体粘度及两相混合速度均对气泡长度也有很大影响。这说明在低Ca数下尽管挤出模式在气泡形成过程起主导作用,但剪切力的作用仍不能忽略。通过对实验结果进行拟合,得到了一个包含气液比、液体粘度及两相混合速度等参数的气泡长度关联式。其次,借助CFD软件(FLUENT)考察了流动聚焦型微通道内表面张力和接触角对Taylor流的影响。比较了流体体积法和水平集法与流体体积法相耦合的方法(CLSVOF),发现CLSVOF法获得的气-液界面更加精确,且获得的气泡长度与实验值更接近。系统考察了接触角、表面张力及液体粘度对Taylor流稳定区间、气泡长度及气泡形状的影响。最后,利用数值模拟的方法,考察了微通道入口结构、液相入口角度及通道尺寸等对Taylor气泡形成过程的影响,结果表明通道入口结构、入口角度及尺寸对气泡长度、气泡生成频率及气泡体积都有很大影响。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119851
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党敏辉. 微通道反应器内气液Taylor流特性研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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