一种气体/液滴混合流动模型与数值计算

计算物理 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (3): 340-346.

一种气体/液滴混合流动模型与数值计算

薛社生, 孙顺凯, 李艳

北京应用物理与计算数学研究所, 北京, 100088

收稿日期:2011-07-21 修回日期:2011-12-05 出版日期:2012-05-25 发布日期:2012-05-25
作者简介:薛社生(1965-),男,副研究员,主要从事计算流体力学研究,E-mail:xue_shesheng@iapcm.ac.ca
基金资助:
中国工程物理研究院发展基金(2007B09007)资助项目

Modeling and Numerical Simulation of Gas/drop Flows

XUE Shesheng, SUN Shunkai, LI Yan

Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, China

Received:2011-07-21 Revised:2011-12-05 Online:2012-05-25 Published:2012-05-25

摘要/Abstract

摘要： 研究均匀液滴单态氧发生器(TUDOG)的工作机理,为Cl₂/He混合气体横向流过垂直下落的BHP(按重量25%KOH,25%H₂O₂,及50%H₂O)液滴场的化学反应流动建立模型,并对模型方程做数值求解.模型方程中考虑液滴与气体间的质量、动量交换.混合流动的二维模型方程用SIMPLEC方法求解.模拟结果与相关文献提供的实测结果对比较好.结果发现:氯气利用率、单态氧产率随入流气体速度增大而减小,随液滴速度增大而增大;在含液滴区域的上游氯气的吸收利用较显著,对TUDOG的工程设计有参考价值.

关键词: 两相流动, 液滴, SIMPLE方法

Abstract: To investigate mechanism of TUDOG(transeverse uniform singlet oxygen generator),a chemical reaction model is made to describe physical and chemical performances of Cl₂/He mixed gases transversely traveling into a falling BHP(KOH,H₂O₂,H₂O)drop field.Numerical computation is carried out.In two-phase flows,exchange of mass and momentum between two phases is considered.One set of 2-D gas-phase flow equations are solved with SIMPLEC scheme.Simulation results agree well with experiments provided in references.It is found that chlorine utility and singlet oxygen yield decreases with increase of gaseous inflow speed,and increases with speed of falling drops.Absorb and utility of chlorine mainly takes place in reactive region upstream.

Key words: two-phase flows, liquid drops, SIMPLE scheme

中图分类号:

O362

薛社生, 孙顺凯, 李艳. 一种气体/液滴混合流动模型与数值计算[J]. 计算物理, 2012, 29(3): 340-346.

XUE Shesheng, SUN Shunkai, LI Yan. Modeling and Numerical Simulation of Gas/drop Flows[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2012, 29(3): 340-346.

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