在Fluent軟件中采用SIMPLE算法,對(duì)具有剪切變稀性的厭氧發(fā)酵液中平行雙氣泡間的相互作用進(jìn)行了數(shù)值模擬。探討了氣泡間距、尺寸、流變性質(zhì)對(duì)氣泡間相互作用的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)兩氣泡間距較大時(shí),氣泡相互排斥,直到互相不影響;當(dāng)兩氣泡間距較小時(shí),氣泡間液相的慣性力起作用,氣泡互相吸引、接觸進(jìn)而聚并。臨界聚并的距離隨著兩氣泡的體積增大而減小。發(fā)酵液的剪切變稀性越高,兩氣泡之間穩(wěn)定上升過(guò)程中氣泡最終達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度越低,相互作用的臨界距離越小。研究結(jié)果可以為生物質(zhì)及市政垃圾厭氧發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：可再生能源. 2018,36(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

數(shù)值模擬的幾何模型

氣泡中心間距，mm；D為氣泡直徑，mm。氣泡間距、發(fā)酵液流變性質(zhì)和氣泡尺寸都是影響水平氣泡之間相互作用的重要因素。在水平氣泡相互作用過(guò)程中存在兩種作用：一種是使兩氣泡之間產(chǎn)生相互吸引的作用；另外一種是使兩氣泡之間產(chǎn)生相互排斥的作用。當(dāng)氣泡之間相互吸引時(shí)，氣泡內(nèi)外兩側(cè)的流體流動(dòng)速度差造成氣泡外側(cè)的壓力大于氣泡內(nèi)側(cè)壓力，壓力不平衡導(dǎo)致氣泡相互吸引；當(dāng)氣泡之間相互排斥時(shí)，氣泡表圖1數(shù)值模擬的幾何模型Fig.1Thegeometricmodeofnumericalsimulation圖2網(wǎng)格尺寸對(duì)氣泡上升速度的影響Fig.2Theeffectofmeshsizeonbubblerisingvelocity00.020.040.060.080.10t/s0.00510152025v/cm·s-10.2mm0.3mm0.4mm表1模擬的發(fā)酵液的物理及流變性質(zhì)Table1Therheologicalandphysicalpropertiesofsimulativeanaerobicfermentationslurry模擬發(fā)酵液發(fā)酵液1發(fā)酵液2發(fā)酵液3稠度指數(shù)K/mPa·sn81.23179.64517.52流動(dòng)指數(shù)n0.80.70.5密度ρ/kg·m-3998.561005.271011.37圖3模擬與實(shí)驗(yàn)得到的單氣泡形狀結(jié)果對(duì)比Fig.3Thecomparisonoftheshapeofthesimulatedandtheexperimentalresultn=0.8，d=3mmn=0.8，d=5mmn=0.8，d=8mm·1286·可再生能源2018，36（9）

1Thegeometricmodeofnumericalsimulation圖2網(wǎng)格尺寸對(duì)氣泡上升速度的影響Fig.2Theeffectofmeshsizeonbubblerisingvelocity00.020.040.060.080.10t/s0.00510152025v/cm·s-10.2mm0.3mm0.4mm表1模擬的發(fā)酵液的物理及流變性質(zhì)Table1Therheologicalandphysicalpropertiesofsimulativeanaerobicfermentationslurry模擬發(fā)酵液發(fā)酵液1發(fā)酵液2發(fā)酵液3稠度指數(shù)K/mPa·sn81.23179.64517.52流動(dòng)指數(shù)n0.80.70.5密度ρ/kg·m-3998.561005.271011.37圖3模擬與實(shí)驗(yàn)得到的單氣泡形狀結(jié)果對(duì)比Fig.3Thecomparisonoftheshapeofthesimulatedandtheexperimentalresultn=0.8，d=3mmn=0.8，d=5mmn=0.8，d=8mm·1286·可再生能源2018，36（9）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3332169