郑云龙:环隙型微通道内气-液两相流动特性研究论文

郑云龙:环隙型微通道内气-液两相流动特性研究论文

本文主要研究内容

作者郑云龙(2019)在《环隙型微通道内气-液两相流动特性研究》一文中研究指出:传统的微通道反应器中,催化剂通常涂覆于微通道内表面,存在涂覆质量难以控制、催化剂再生操作难度大等问题,为解决上述催化剂的涂覆和再生问题,本文提出将催化剂涂覆于换热内管外表面,并在外管与内管间构建微环隙型微通道,为化学反应提供空间。用石英玻璃、有机玻璃和不锈钢加工了环隙尺寸分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mm的环隙微通道。使用高速摄像机记录不同流速下单液相和气液两相流的流型变化,探究环隙尺寸、环隙外径、环隙内结构及壁面性质、流体物性以及放置方式对流动的影响。采用FLUENT软件对环隙内的流动进行模拟,将模拟结果与实验结果进行对比。单相实验和数值模拟中,探究了环隙尺寸δ的变化对流型、压降、摩擦系数的影响。高速摄像机观察到在不同环隙尺寸中层流湍流转捩点雷诺数并不相同,在δ=1.5mm转捩点雷诺数开始小于常规值,在δ≤1.0mm转捩点雷诺数稳定在Recr=1500-1600,即δ<1.5mm时可视为环隙微通道。同时实验和模拟均发现壁面滑移在环隙微通道作用突出,导致摩擦系数和摩擦系数与雷诺数乘积小于大尺寸内的值。两相实验和数值模拟中,对氮气和水在不同环隙尺寸内的流型变化进行了探究。气体的分散和气泡的聚并受流速、环隙结构和流体物性的影响。液相流速的增大、环隙尺寸与环隙外径的减小、竖直放置和壁面较强的亲水性有利于气体的分散并抑制气泡的聚并,使两相流型中泡状流或弹状流趋向于更大的气含率。但竖直放置强化浮力的作用,减小其在环隙内的停留时间。环隙内构件的加入有利于环隙内气体的分散和大气泡的破碎,在环隙型微通道中圆形和椭圆形的内结构表现较好。流体物性中粘度的变化影响比较突出,粘性越大环隙内气体分散越好,气泡尺寸越小;而表面张力的变化对流动影响甚微。

Abstract

chuan tong de wei tong dao fan ying qi zhong ,cui hua ji tong chang tu fu yu wei tong dao nei biao mian ,cun zai tu fu zhi liang nan yi kong zhi 、cui hua ji zai sheng cao zuo nan du da deng wen ti ,wei jie jue shang shu cui hua ji de tu fu he zai sheng wen ti ,ben wen di chu jiang cui hua ji tu fu yu huan re nei guan wai biao mian ,bing zai wai guan yu nei guan jian gou jian wei huan xi xing wei tong dao ,wei hua xue fan ying di gong kong jian 。yong dan ying bo li 、you ji bo li he bu xiu gang jia gong le huan xi che cun fen bie wei 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mmde huan xi wei tong dao 。shi yong gao su she xiang ji ji lu bu tong liu su xia chan ye xiang he qi ye liang xiang liu de liu xing bian hua ,tan jiu huan xi che cun 、huan xi wai jing 、huan xi nei jie gou ji bi mian xing zhi 、liu ti wu xing yi ji fang zhi fang shi dui liu dong de ying xiang 。cai yong FLUENTruan jian dui huan xi nei de liu dong jin hang mo ni ,jiang mo ni jie guo yu shi yan jie guo jin hang dui bi 。chan xiang shi yan he shu zhi mo ni zhong ,tan jiu le huan xi che cun δde bian hua dui liu xing 、ya jiang 、ma ca ji shu de ying xiang 。gao su she xiang ji guan cha dao zai bu tong huan xi che cun zhong ceng liu tuan liu zhuai lie dian lei nuo shu bing bu xiang tong ,zai δ=1.5mmzhuai lie dian lei nuo shu kai shi xiao yu chang gui zhi ,zai δ≤1.0mmzhuai lie dian lei nuo shu wen ding zai Recr=1500-1600,ji δ<1.5mmshi ke shi wei huan xi wei tong dao 。tong shi shi yan he mo ni jun fa xian bi mian hua yi zai huan xi wei tong dao zuo yong tu chu ,dao zhi ma ca ji shu he ma ca ji shu yu lei nuo shu cheng ji xiao yu da che cun nei de zhi 。liang xiang shi yan he shu zhi mo ni zhong ,dui dan qi he shui zai bu tong huan xi che cun nei de liu xing bian hua jin hang le tan jiu 。qi ti de fen san he qi pao de ju bing shou liu su 、huan xi jie gou he liu ti wu xing de ying xiang 。ye xiang liu su de zeng da 、huan xi che cun yu huan xi wai jing de jian xiao 、shu zhi fang zhi he bi mian jiao jiang de qin shui xing you li yu qi ti de fen san bing yi zhi qi pao de ju bing ,shi liang xiang liu xing zhong pao zhuang liu huo dan zhuang liu qu xiang yu geng da de qi han lv 。dan shu zhi fang zhi jiang hua fu li de zuo yong ,jian xiao ji zai huan xi nei de ting liu shi jian 。huan xi nei gou jian de jia ru you li yu huan xi nei qi ti de fen san he da qi pao de po sui ,zai huan xi xing wei tong dao zhong yuan xing he tuo yuan xing de nei jie gou biao xian jiao hao 。liu ti wu xing zhong nian du de bian hua ying xiang bi jiao tu chu ,nian xing yue da huan xi nei qi ti fen san yue hao ,qi pao che cun yue xiao ;er biao mian zhang li de bian hua dui liu dong ying xiang shen wei 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京石油化工学院的郑云龙,发表于刊物北京石油化工学院2019-07-25论文,是一篇关于环隙型微通道论文,流动实验论文,数值模拟论文,软件论文,北京石油化工学院2019-07-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京石油化工学院2019-07-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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