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化学工程2024年第09期:三维斜脊内肋微通道结构中液液两相流场特性数值仿真

来源:期刊VIP网 时间:


作者:罗星皓;李家骅;郑翔;邱翔;刘宇陆;毛海舫;

单位:上海应用技术大学城市建设与安全工程学院;上海应用技术大学化学与环境工程学院;上海应用技术大学理学院;上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所;

摘要:微通道中液液两相流型的结构对于进行液液反应、萃取、乳化等过程的微反应器装置非常重要。针对两相非混溶(甲苯-水)体系下,选取VOF(流体体积)模型对带有三维斜脊内肋结构的Y型矩形微通道中两相流场特性进行数值仿真。影响因素包括两相入口流量比和斜脊几何结构参数,结果表明:随着甲苯和水相流量比Q_t/Q_w在0.24—1.00内增加,微通道内逐渐形成均匀的段塞流型结构,并随着流体流动保持稳定状态;当流量比一致时,在斜脊数量N=3且异侧排列下,微通道内形成的分散相段塞轴向尺寸L和相邻段塞间距l整体幅值变化减小,微通道内流场状态的稳定性得到了提升。此研究对优化控制微通道化学合成制备工艺参数提供了一定指导。

关键词:两相流;VOF;数值模拟;微通道;流动状态;优化

基金资助:国家自然科学基金资助项目(91952102);国家自然科学基金资助重点项目(12032016)