微球床多孔介质通道气液两相流特性研究的任务书.docx

微球床多孔介质通道气液两相流特性研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
微球床多孔介质在化工、环保等领域具有广泛的应用，其通道内的气液两相流特性研究对于优化设备、提高性能具有重要的意义。然而，现有的研究主要集中在微通道内气液两相流的特性研究上，而微球床多孔介质在工程领域中的应用还没有得到广泛的评估。因此，开展微球床多孔介质通道气液两相流特性研究，将对现有理论的完善和实际工程应用的推广具有积极的促进作用。
二、研究目的
1.确定微球床多孔介质通道内气液两相流的流体动力学特性；
2.分析并比较多孔介质通道内不同流量、不同气液比等工况下气液两相流的流型和分布规律；
3.探究微球床多孔介质通道内气液两相流的压降特性；
4.验证不同微球床多孔介质材料的气液两相流特性。
三、研究内容
本研究主要包括以下内容：
1.气液两相流实验系统建设：建设微球床多孔介质通道气液两相流实验系统，用于研究不同条件下的流型、分布规律及气液两相流的压降特性。
2.流型与分布规律研究：通过研究实验过程中不同流量、不同气液比等工况下通道内气液两相流的分布规律和流动模式，探究微球床多孔介质通道内气液两相流的特性。
3.压降特性研究：通过实验测量和数值模拟，研究微球床多孔介质通道内气液两相流的压降特性，进而探究影响压降的因素。
4.不同多孔介质材料的气液两相流特性：选取不同的微球床多孔介质材料进行气液两相流的实验研究，对气液两相流特性进行比较分析。
四、研究方法与技术路线
1.实验方法：通过建立实验系统进行气液两相流的实验研究，通过对实验结果的分析与总结，探究微球床多孔介质内气液两相流的特性。
2.数值模拟：采用计算流体力学（CFD）方法，建立微球床多孔介质通道的三维模型，模拟气液两相流的流动过程，分析压降、分布规律等特性。
3.技术路线：
（1）建立实验系统，确定实验条件和试验方案；
（2）对实验样本进行制备和处理；
（3）通过实验进行流型和分布规律研究，同时测量气液两相流的压降数据；
（4）采用CFD数值模拟方法对实验结果进行验证和分析；
（5）比较不同材料气液两相流特性，总结研究成果，得出结论。
五、预期成果
1.确定微球床多孔介质通道内气液两相流的流体动力学特性；
2.分析并比较多孔介质通道内不同流量、不同气液比等工况下气液两相流的流型和分布规律；
3.探究微球床多孔介质通道内气液两相流的压降特性；
4.验证不同微球床多孔介质材料的气液两相流特性。
本研究成果将对多孔介质内气液两相流研究和相关工程应用具有一定的指导意义，对于优化设备、提高效率具有重要的现实意义。
六、研究计划及进度安排
本研究的实验计划和进度如下：
1.研究方案制定和实验系统建立（第1-2周）；
2.石英沙制样品的制备（第3-4周）；
3.实验数据的采集和分析（第5-7周）；
4.数值模拟与数据处理（第8-10周）；
5.多种微球床多孔介质材料的比较（第11-12周）；
6.结果分析和撰写研究论文（第13-14周）。
七、人员安排和经费预算
本研究涉及的人员安排主要包括实验人员和数据分析和论文撰写人员。研究经费主要用于实验室设备的购置、石英沙等实验材料的采购以及人员工资和差旅费等。
八、参考文献
[1]桑鼎,邓松岭,蔡欢等.介孔球形二氧化硅的制备及其在染料吸附中的应用[J].硅酸盐通报,2012,31(7):1463-1466.
[2]万莉萍,余松平,胡翠龙等.介孔球形二氧化硅的制备及应用[J].硅酸盐学报,2007,35(3):358-363.
[3]吴玉如,雷锦勇,林飞等.气液两相流传热强化的微尺度机理研究[J].化工进展,2017,36(9):3674-3679.
[4]LienhardJHIV,DhirVK.ConvectiveBoilingandCondensation[M].Springer,2013.
[5]DuarteCR,Muñoz-CoboJL,ConstantinoCJL.JournalofFluidsEngineering,2018,140(9):091301.
[6]吴钟弩.传热学（第二版）[M].高等教育出版社,2006.
[7]EscobarDM,MartinA,GopalanR.ExperimentalThermalandFluidScience,2017,80:200-212.
[8]YuJ,ParthasarathyR,SongZ.ExperimentalThermalandFluidScience,2018,98:180-190.