OpenFOAM中的气液搅拌反应器内CFD-PBE两相流数值模拟
文献类型：期刊论文
| 作者 | 王重庆; 杨丽; 王浩亮; 程景才; 杨超 |
| 刊名 | 第十二届全国流体力学学术会议摘要集
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| 出版日期 | 2022 |
| 页码 | 1 |
| 关键词 | 计算流体力学 OpenFOAM 群体平衡方程 气液两相流 搅拌槽 |
| DOI | 10.26914/c.cnkihy.2022.068640 |
| 英文摘要 | 气液两相流常用于石油化工、医药化工、细菌发酵等过程,反应器内的非均相特性往往决定了多相流体之间的传热、传质等特性,进而影响反应过程的选择性以及产品的质量,然而由于多相流的复杂时空特性,目前依然没有能准确描述其过程的模型。本文基于开源计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台OpenFOAM (Open Source Field Operation and Manipulation),并耦合群体平衡方程(Population balance equation,PBE),建立CFD-PBE求解器,对气液搅拌反应器内两相流特性进行数值模拟研究。采用欧拉-欧拉双流体模型以及混合k-ε湍流模型获得流场结构,使用PBE对气泡的聚并与破碎过程进行建模,得到气泡的局部尺寸分布,并对气相所受曳力进行修正。采用瞬态PIMPLE算法对压力-速度方程进行分离求解,并在PIMPLE算法的外循环中采用单元平均法对PBE进行求解。反应器为直径0.282m (T)的标准搅拌槽,搅拌桨为T/3的标准Rushton桨,模拟结果与实验测得的局部相含率、速度场分布、气泡尺寸分布均有较好的一致性。本文探究了表观气速及搅拌速度对气泡尺寸分布的影响。总体而言,气泡平均尺寸随着表观气速的增大而增大,随着搅拌速度的增大而减小,且随着搅拌转速增加,气泡尺寸分布变窄。在空间上,在上循环区大尺寸气泡含量较多,而在桨区小尺寸气泡最多。 |
| 资助机构 | 国家自然科学基金21938009 ; 宁夏自然科学基金创新群体项目2021AAC01002 ; 中科院国际伙伴计划对外合作重点项目122111KYSB20190032 ; 化学与精细化工广东省实验室1922006 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/57491]  |
| 作者单位 | 1.天津大学化工学院 2.中国科学院大学化学工程学院 3.中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王重庆,杨丽,王浩亮,等. OpenFOAM中的气液搅拌反应器内CFD-PBE两相流数值模拟[J]. 第十二届全国流体力学学术会议摘要集,2022:1. |
| APA | 王重庆,杨丽,王浩亮,程景才,&杨超.(2022).OpenFOAM中的气液搅拌反应器内CFD-PBE两相流数值模拟.第十二届全国流体力学学术会议摘要集,1. |
| MLA | 王重庆,et al."OpenFOAM中的气液搅拌反应器内CFD-PBE两相流数值模拟".第十二届全国流体力学学术会议摘要集 (2022):1. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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