某静态混合器内气液两相流动及压降特性数值模拟
2021-05-17张慧宇张惟斌韩宇明衡亚光江启峰博华
西华大学学报(自然科学版) 2021年3期
张慧宇,张惟斌,2,韩宇明,衡亚光,2,江启峰,2*,G·博华,2
(1. 西华大学能源与动力工程学院,四川 成都 610039;2. 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,四川 成都 610039)
孔盘式静态混合器是一种新型高效的混合设备,被广泛地运用于多相流的混合、反应、分散、传质和传热,在核能、化学、原子能、航天、医药等领域广泛存在。通过各层塞孔强化相间相互作用[1],实现气液相混合,结构简单、安装方便、无液泛,对于相际传质的气液两相体系的混合操作具有良好的应用前景。但是,由于气液两相流流动过程中的不确定性,以及两相间界面效应的存在[2],且相界面的状态、形状和相介质的分布不但随空间、时间的变化而变化,还随含气率、管道几何尺寸和管道的空间内置元件等因素而改变,同时相间还出现不可忽略的滑移速度,致使流动特性变得更加复杂。
在评价静态气液混合器时,压降是决定传质传热效果的主要参数之一,通过观测压降的大小可以判断出能耗的高低[3]。目前,对于气液混合器流体动力学研究主要集中于SK、SMV 和SMX 型[4 − 9],其中的气液流动模式和接触方式与堆叠孔盘有较大区别,而针对孔盘式的气液混合流动含气率对压降的影响研究较少。与孔盘相关的研究主要集中于气液两相流通过管道内孔板的阻力系数与孔板参数的问题。余冬梅等[10]研究了多孔孔板水力空化装置的阻力特性,发现不同孔板的阻力系数与该孔板的结构参数有很大的关系。白兆亮[11]针对有压输水管相邻孔板间距局部阻力进行了试验,并用相邻影响系数对传统计算公式进行了修正。……
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