水平通气横流中气泡的运动特性数值模拟

作者：钱凯凯; 王治云^*

来源：广州化学, 2021, 46(05): 61-69.

DOI：10.16560/j.cnki.gzhx.20210503

• 水平管道
• VOF(volume of fluid)模型
• 气液两相流
• 数值模拟
• 气泡直径

通过模拟在恒定液相速度下的水平管内水平通入气体,重点考察密度、粘性、表面张力对管内气泡运动特性的影响,从而揭示化工等领域相关两相体系的规律。模拟采用有限体积法求解二维的Navier-Stocks方程,并运用VOF(volume of fluid,流体体积法)方法捕捉气液界面,速度与压力的耦合求解采用压力隐式分割算法(PISO)。结果表明:以常温下的水为标准液相介质,仅改变单一参数;液相密度增加至2 500 kg/m3,小气泡的个数增加了80%,基本呈线性增加,对大气泡的直径没有明显影响;液相粘度对气泡数量和直径的影响会存在峰值且影响较小,液相粘度变成标准的一半或10倍,气泡个数都减少了20%,大气泡的直径增大10%;表面张力越小,奥斯托数越大,气泡破碎效果越剧烈,但表面张力在小于0.072 N/m时趋势更明显。

• 单位
  上海理工大学