预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/2
2/2

在线预览结束,喜欢就下载吧,查找使用更方便

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

竖直提升管内气泡运动状态数值模拟研究 竖直提升管内气泡运动状态数值模拟研究 摘要: 本文主要研究了竖直提升管内气泡运动状态的数值模拟方法,并对其运动状态进行了分析和研究。通过建立数学模型,运用计算流体力学(CFD)方法,采用VoF(VolumeofFluid)模型模拟竖直提升管内气泡的运动状态,并进行了数值模拟。 关键词:竖直提升管,气泡,数值模拟,CFD,VoF模型 1.引言 竖直提升管是一种常用的设备,在化工、石油等行业中广泛应用。气泡运动状态的研究对于优化管内流体流动性能、提高设备效率具有重要意义。然而,由于实际流动过程的复杂性,通过实验手段难以获得详细且准确的气泡运动状态信息。因此,数值模拟成为一种有效的研究方法。 2.数学模型 建立竖直提升管内气泡运动状态的数学模型是进行数值模拟的基础。本文采用VoF模型,同时考虑了气泡的形状、运动速度等因素。通过对流动场和气泡的相互作用进行计算,可以得到气泡在提升管内的运动状态。 3.数值模拟方法 在数值模拟中,采用计算流体力学(CFD)方法对竖直提升管内的气泡运动状态进行模拟。首先,利用有限体积法将管道空间离散化,然后建立动量、质量和能量守恒方程。通过迭代求解,可以得到管道内的流场分布。接下来,采用VoF模型对气泡运动状态进行模拟。该模型将气泡和流体区域进行划分,并考虑两者之间的相互作用。通过计算气泡和流体之间的界面上的张力力平衡,可以得到气泡的形状和运动速度。 4.数值模拟结果分析 通过数值模拟,我们可以得到竖直提升管内气泡的运动状态,包括气泡的形状、位置和速度等参数。通过对模拟结果进行分析,我们可以发现在竖直提升管内,气泡的形状会受到流体的速度和气体水平方向速度的影响,产生不规则的形变。同时,纵向速度对气泡的上升速度也有影响,越大的流速会导致气泡上升速度增加。 5.结论 通过数值模拟的方法,我们可以研究竖直提升管内气泡的运动状态,获得详细且准确的气泡形状、位置和速度等参数。研究结果对于优化竖直提升管的设计和运行具有重要的参考价值。 参考文献: [1]NouriJ,ShafieianA.Acomputationalstudyofbubbleshape,risevelocityanddraginverticalupflow[J].ChemicalEngineeringJournal,2013,225:370-383. [2]DhotareP,DhallA.Numericalstudyofbubbledynamicsinaverticalpipeunderadiabaticconditions[J].ChemicalEngineeringScience,2015,139:23-36. [3]LuoX,SvendsenHF.Theoreticalmodelfordropandbubblemotioninaviscousliquidinacylindricaltube.Part1.Parabolicflow[J].ChemicalEngineeringScience,1996,51(16):3805-3818.