微反應(yīng)技術(shù)作為一種新型的工藝強(qiáng)化手段,具有強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)、高的安全特性、大表面體積比等特點(diǎn),這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使得一些難以在傳統(tǒng)反應(yīng)器上操作的反應(yīng)可以在微反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn),且商業(yè)化生產(chǎn)。本文工作由國(guó)家自然基金項(xiàng)目(No.21676257)資助,對(duì)氣液兩相流動(dòng)的微通道反應(yīng)器進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究其包括流型、壓降的流體動(dòng)力學(xué)和傳質(zhì)特性,模擬結(jié)果可為微通道的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及工業(yè)上的氣液傳質(zhì)提供理論參考。開(kāi)展的工作和主要結(jié)論如下:(1)本文通過(guò)CFD軟件模擬研究了直徑為0.8mm的T型微通道內(nèi)水-二氧化碳體系的流動(dòng)特點(diǎn),得到了不同氣液表觀(guān)速度下的氣液兩相流流型分布圖。通過(guò)對(duì)比固定參考系和移動(dòng)參考系下的彈狀流流場(chǎng),發(fā)現(xiàn)液膜內(nèi)流體呈逆流,減小氣液接觸時(shí)間,而氣泡兩端分布著上下對(duì)稱(chēng)的液體渦旋,促進(jìn)分子擴(kuò)散,加強(qiáng)傳質(zhì),同時(shí)說(shuō)明了移動(dòng)參考系的模擬方法是可行的。(2)分別采用移動(dòng)參考系下的單相流和兩相流模型,對(duì)單個(gè)氣泡單元內(nèi)的水-二氧化碳物理傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行了模擬研究,發(fā)現(xiàn)流體域中的濃度分布和速度場(chǎng)具有很好的協(xié)同性。模擬分析了不同因素對(duì)氣體吸收過(guò)程的影響,發(fā)現(xiàn)停留時(shí)間越短,體積傳質(zhì)系數(shù)越大;擴(kuò)散系數(shù)和氣泡速度影響最大,高的氣泡...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

1緒論3定床反應(yīng)器[24]。1.2.2微反應(yīng)器優(yōu)勢(shì)和常規(guī)反應(yīng)器相比，微反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)[25-28]：（1）更大的比表面積。微反應(yīng)器的特征尺度在微米級(jí)，使得當(dāng)通道內(nèi)的反應(yīng)物發(fā)生接觸反應(yīng)時(shí)，既能迅速混合，又可以在維持產(chǎn)量不變的情況下可以大大減小反應(yīng)物總體積。并且相對(duì)于常規(guī)反應(yīng)器1....

1緒論6環(huán)狀流（Annularflow）：環(huán)狀流一般出現(xiàn)在高的氣體表觀(guān)流速和低的液體流速。此時(shí)氣相可當(dāng)作連續(xù)相看待，在通道中心流動(dòng)，液相呈液膜，在通道壁面和氣相之間形成一個(gè)環(huán)的形狀。Hwang等人[37]通過(guò)實(shí)驗(yàn)分別研究了收縮型和擴(kuò)張型矩形微通道里的酒精-二氧化碳兩相流動(dòng)，他們?cè)?...

1緒論6環(huán)狀流（Annularflow）：環(huán)狀流一般出現(xiàn)在高的氣體表觀(guān)流速和低的液體流速。此時(shí)氣相可當(dāng)作連續(xù)相看待，在通道中心流動(dòng)，液相呈液膜，在通道壁面和氣相之間形成一個(gè)環(huán)的形狀。Hwang等人[37]通過(guò)實(shí)驗(yàn)分別研究了收縮型和擴(kuò)張型矩形微通道里的酒精-二氧化碳兩相流動(dòng)，他們?cè)?...

1緒論7著液速的增加，滾波流區(qū)（rollwaveflow）和分層流（stratifiedflow）分別被環(huán)形流區(qū)（annularflow）和間歇流區(qū)（intermittentflow）所取代。同時(shí)他們對(duì)流型轉(zhuǎn)變的模型進(jìn)行了修正，以適應(yīng)高粘度液體對(duì)流型轉(zhuǎn)變的影響。圖1.6Matsu....

本文編號(hào)：4009721