傳質
關注創建者：許大偉 創建時間：2021-03-08
傳質的視頻教程
Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（十四）組分傳輸及化學反應
工作年限：8年 華南理工大學 化學工程 碩士 曾就職Ansys代理商的流體技術支持，現就職某上市公司的流體高級工程師 主要涉及流動過程，傳熱傳質，多孔介質，組分傳輸等方面，也對可壓縮流動，燃燒，旋轉機械等方面有一定認知。
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Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（二）多孔介質
工作年限：8年 華南理工大學 化學工程 碩士 曾就職Ansys代理商的流體技術支持，現就職某上市公司的流體高級工程師 主要涉及流動過程，傳熱傳質，多孔介質，組分傳輸等方面，也對可壓縮流動，燃燒，旋轉機械等方面有一定認知。
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Ansys Fluent從零基礎到熟練掌握系列課（十三）Fluent實現雙向流固耦合
工作年限：8年 華南理工大學 化學工程 碩士 曾就職Ansys代理商的流體技術支持，現就職某上市公司的流體高級工程師 主要涉及流動過程，傳熱傳質，多孔介質，組分傳輸等方面，也對可壓縮流動，燃燒，旋轉機械等方面有一定認知。
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傳質的實例教程
挑戰/需求
傳統脫氣設備依賴重力傳質，氣液接觸不充分致脫除效率低、能耗高；新型平板旋流解吸器（PCD）借旋流場強化傳質，但其內氣泡破碎 / 聚并與氣液傳質的耦合機制屬微觀瞬態過程，實驗難以精準捕捉；同時，射流口尺寸、旋流腔高度等關鍵參數的實驗優化周期長、成本高 。需依托 Ansys Fluent 耦合多相流與群體平衡模型（PBM），定量模擬旋流場特性與傳質規律，支撐 PCD 高效設計迭代。
使用工具
Ansys Fluent，Ansys DesignModeler，Ansys CFD-Post
最終成果
傳統脫氣設備依賴重力傳質，體傳質系數僅 0.03~0.05 s?1，H?S 脫除效率不足 55%，能耗高，液硫等高黏度體系中傳質效率再降 30%。新型平板旋流解吸器（PCD）借旋流場可將體傳質系數提升至 0.16 s?1（傳統 5~13 倍），但氣泡破碎 / 聚并與傳質的微觀耦合機制實驗難捕捉，關鍵參數優化周期長、成本高。依托 Ansys Fluent 耦合多相流與 PBM 模型，可定量模擬旋流場與傳質規律，支撐 PCD 高效設計。
參賽作品一覽
展開 </p><p><strong>專業的熱管模擬仿真模塊</strong></p><p>HeatPipePro是專用于熱管內部流動、傳熱和傳質仿真的模塊。它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。</p><p><strong>功能特點</strong></p><p>● 采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。</p><p>● 多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。</p><p>● 沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。</p><p>● 可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DiatVJSFZEtQfibx9PDTxr9JaU6DnrhCI4jBX1LQAfn9UhdnGaZZsgialGHPibm8UpKS4m35ibVJ7gMmPEAUicKMf5IA/640?
展開 專業的熱管模擬仿真模塊
HeatPipePro是專用于熱管內部流動、傳熱和傳質仿真的模塊。它能夠精確分析熱管中的吸液芯毛細驅動流動問題，揭示流體在微小通道中的流動機制；能夠有效處理吸液芯表面的兩相相變問題，準確模擬液體蒸發和氣體冷凝過程；能分析冷凝器內部壁面的冷凝問題，評估冷凝效率和冷凝液分布；能夠全面分析整個熱管回路的工作狀態，預測其在不同工作條件下的性能表現，為熱管產品的研發提供有力支持。
功能特點
采用可壓縮兩相流模型處理熱管內部壓力、溫度變化條件下的流體問題。
多孔介質模型和毛細力模型耦合使用,保證了毛細芯內兩相流動的順利進行。
沸騰冷凝相變模型可以準確描述熱管內部相變問題。
可對整個熱管系統進行仿真,通過分析不同設計參數(充液率、幾何尺寸等)計算結果,實現產品優化設計。
微槽道熱管
典型應用案例
航天器熱管相變冷卻
熱管相變傳熱的物理過程復雜，涉及兩相流動、換熱、傳質等現象，為時間與空間多尺度兩相流形態。軟件采用高效的Lee模型進行蒸發、冷凝現象的計算，多相流模型采用均相模型，可以模擬相變熱管的熱傳遞全過程。
蒸發器部件仿真中的應用
軟件通過模擬蒸發器內的毛細壓力模型和沸騰模型，分析了蒸發器在不同工況下的性能表現，并驗證了冷凝器內蒸汽冷凝過程受多種因素影響，為蒸發器和冷凝器的設計和優化提供了有力支持。
展開 同時也對影響混油的其他一些因素(高差、閥件、溫度等)的研究提供了參考與幫助
基于PHOENICS順序輸送管道內兩種油品傳質數值研究.pdf
本案例來源于Fluent官方教程，基于Mixture多相流模型及Evaporation-Condensation模型模擬沸騰中的傳熱傳質過程。
物理模型
2D方形容器，底部為壓力出口邊界，底部為200℃恒溫邊界，四周為絕熱邊界，容器內水的溫度為99℃。
傳質的最新內容
在面對復雜流動及傳熱傳質分析問題的過程中，Ansys Fluent 的非耦合隱式算法、耦合顯示算法及耦合隱式算法可以應對各種求解需求。因此，Ansys Fluent 在技術研發過程中，可利用其高效準確的分析能力，大幅度減少物理樣品制作過程、試驗驗證過程以及這期間產生的各種費用成本，真正實現仿真驅動創新的目的。
COMSOL多孔球結構模型16天前
通過對多孔球的建模可實現孔隙結構精準調控，揭示傳質-反應耦合機制，優化材料性能。仿真可預測流體動力學行為及反應效率，為實驗設計提供理論指導，推動多孔材料在環境、能源等領域的創新應用。本案例介紹在COMSOL內建立多孔球結構模型。
時間：3月27日 ，14:00 - 16:00
合作伙伴：武漢慧和聚成科技有限公司
地點：線上
費用：免費
立即報名
3月27日 | Ansys CFD基礎培訓及案例分享
簡介：計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）是通過計算機求解、預測流體流動、傳熱傳質、化學反應及其它相關物理現象的一門學科。
挑戰/需求
傳統脫氣設備依賴重力傳質，氣液接觸不充分致脫除效率低、能耗高；新型平板旋流解吸器（PCD）借旋流場強化傳質，但其內氣泡破碎 / 聚并與氣液傳質的耦合機制屬微觀瞬態過程，實驗難以精準捕捉；同時，射流口尺寸、旋流腔高度等關鍵參數的實驗優化周期長、成本高 。
案例旨在通過CFD數值模擬方法，深入研究文丘里洗滌器內部的復雜氣液固多相流動和傳質過程，精確預測其除塵效率，為優化設計和安全分析提供理論依據。
基于ANSYS Fluent軟件，采用計算流體動力學（CFD）方法對文丘里洗滌器的除塵過程進行了數值模擬研究。模擬采用了歐拉-拉格朗日框架，將氣相（空氣）處理為連續介質，并利用離散相模型（DPM）追蹤粉塵顆粒（TiO?）的運動。
兩相部件內傳熱傳質機理復雜，當前業界主要通過打樣實測的方式研究，缺乏有效的仿真正向設計方法。本研究梳理了兩相流仿真技術的情況，基于Ansys Fluent VOF+Lee模型的方法建立了正向設計能力，開展重力熱管、蒸發流道、3D散熱器的仿真實踐，仿真精度達到80%以上，指導了散熱器的設計優化，具有良好的工程價值。此外，本研究思考并提出未來氣液兩相流仿真的發展方向，為行業提供了參考。
在這些部件的微流動通道中，會發生傳熱和傳質過程，可以通過使用多相流來增加傳熱和傳質的過程。更進一步地深入探索兩相流機理特性，如界面拓撲結構和壓降等方面，可以進一步提高微流動工程應用部件性能的重要控制參數的合理性。
近年來，CMFD技術在工業界和學界的應用越來越多，CMFD方法中的自由表面跟蹤方法如今已成為商業軟件中不可或缺的重要組成部分。
CFD中氣固兩相流模擬仿真
此外，CFD 在傳熱傳質分析中展現出顯著優勢。對于強放熱或強吸熱反應，CFD 可精確計算氣固相間傳熱系數、傳質系數，模擬熱量與質量的傳遞路徑。通過優化冷卻 / 加熱裝置布局，能實現床層溫度的均勻控制，避免因溫度波動導致的催化劑失活問題。
參考案例-多相流體-離散多相：翼型結冰
· 燃料電池汽車 (FCEV)：模擬燃料電池堆內部的化學反應、流動、傳質和傳熱過程，是燃料電池設計的核心工具。
參考案例-電化學-固體氧化物燃料電池
· 自動駕駛與傳感器清潔：模擬激光雷達、攝像頭等傳感器表面的污染情況，并設計高效的清潔噴嘴。
然后利用該模型預測放大到中試（Pilot Scale）和工業生產規模（Industrial Scale）后的混合、傳質、傳熱性能，指導放大過程，降低放大風險。</p><p>三、 典型工作流程</p><p>1. 幾何處理：在CAD軟件中創建或清理攪拌設備的3D模型，然后導入STAR-CCM+。通常只需創建流體域部分。
