氣液兩相鼓泡動(dòng)力學(xué)三維VOF數(shù)值模擬.pdf

1、氣液鼓泡塔具有諸多優(yōu)點(diǎn):相間接觸與混合充分、傳遞效果優(yōu)異、溫度分布均勻且易于控制等,故在化工、石油、能源、生物、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文在前人基礎(chǔ)工作上對(duì)氣液兩相流中氣泡的流體動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。由于實(shí)際存在空間是三維的,二維研究是不全面的(如現(xiàn)實(shí)中的氣泡作螺旋上升運(yùn)動(dòng),而從二維空間看來卻是“之”字形運(yùn)動(dòng)),故對(duì)氣液兩相流的氣泡動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行三維數(shù)值模擬可以真實(shí)地再現(xiàn)氣泡運(yùn)動(dòng)規(guī)律。氣液兩相流氣泡動(dòng)力學(xué)行為的三維模擬研究

2、對(duì)鼓泡塔的設(shè)計(jì)、放大以及優(yōu)化等有重要的指導(dǎo)意義,也為進(jìn)一步的氣液固三相流研究打下基礎(chǔ)。
　　 本文采用歐拉-歐拉(Euler-Euler)觀點(diǎn),將氣液兩相看作連續(xù)相,采用流體體積(Volume of Fluid,VOF)模型追蹤氣液運(yùn)動(dòng)過程中的氣液相界面,以FLUENT6.3為平臺(tái),以空氣為氣相、水液相,模擬研究了三維鼓泡塔中,單孔、雙孔、四孔鼓泡過程中,氣泡的形成與脫離、變形及其上升運(yùn)動(dòng)等氣泡動(dòng)力學(xué)行為,并分析了流體物性、操作

3、條件對(duì)氣泡動(dòng)力學(xué)行為的影響。
　　 模擬顯示出,在三維空間中氣泡呈螺旋狀、不規(guī)則三維曲線狀上升；氣泡在上升過程中由于氣泡直徑、氣泡上升速度以及液相表面張力和流速等的不同而呈現(xiàn)出不同的形狀(近似球形、近似橢球形、球帽形)；氣泡上升過程中可能出現(xiàn)聚并現(xiàn)象。在本文研究范圍內(nèi),氣泡直徑隨著氣孔直徑(0.4mm-3mm)的增大而增大,孔口氣速(O.05m／s-3m／s)的增大而增大,液體流速(0-0.1m／s)的增大而減小,表面張力(0.