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氣液傳質分離是化工、環保領域硫化氫脫除的核心過程，廣泛應用于油氣凈化、廢水處理等工業場景。傳統脫氣技術如篩板塔、填料塔依賴重力場驅動傳質，存在氣液接觸不充分、脫除效率低、能耗高的問題，且實驗法優化設備結構周期長、成本高昂。本研究設計新型平板旋流解吸器（PCD），通過旋流場強化氣液剪切與混合效應突破傳統局限。

在關鍵設備優化方面，如臥式三相分離器的設計，VirtualFlow 采用 LevelSet 模型結合非牛頓流體模型，清晰呈現油、氣、水三相流的分離過程，幫助工程師優化分離器的結構和操作參數。

作品名稱：氣液兩相流仿真技術研究與應用實踐作者： 葉祖樑 | 中興通訊股份有限公司 熱設計高級系統工程師關鍵詞：氣液兩相流，Ansys Fluent，散熱器設計優化作者說Ansys Fluent提供多種多相流模型，如VOF模型、混合物模型、歐拉模型等，可用于模擬氣液兩相流蒸發冷凝相變現象。

其可用于模擬吸液芯的毛細現象、蒸發管的沸騰、冷凝器的冷凝等復雜現象，解決熱管試驗參數不易測量和試驗成本高等問題。軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并能與理論計算比較驗證。2.

它具備氣液兩相模型，能夠模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質、微納結構等吸液芯的毛細潤濕和蒸發過程，預測毛細能力及蒸發換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變，可用于表面凝結和核態沸騰的相變過程計算，以及計算在相變過程中的換熱情況。 軟件支持熱限制模型與RPI壁面沸騰模型，并開發有先進的的壁面冷凝模型，可根據此對池沸騰、大空間冷凝相變、壁面相變等進行數值模擬。

氣液兩相混合設備（如生物反應器） 設計中的難點 ‐ 設備在放大和縮小過程中，了解性能的變化 ‐ 了解氣體停留時間，氣含率的分布 ‐ 防止氣體短路 ‐ 傳質速率預測 ‐ 防止渦流形成 ‐ 限制剪切速率 Ansys技術方案 ‐ ANSYS CFD仿真可以進行穩態、瞬態、氣液兩相的仿真，

臥式兩相分離器分離原理：氣液混合流體經氣液進口進入分離器進行基本相分離，氣體進入氣體通道進行重力沉降分離出液滴，液體進入液體空間分離出氣泡和固體雜質，氣體在離開分離器之前經捕霧器除去小液滴后從出氣口流出，液體從出液口流出。

多相流通常包括氣-液、液-液、液-固、氣-固、氣-液-液、氣-液-固或氣-液-液-固混合物的流動。本系列文章主要討論氣-液和液-液混合物的建模與仿真，并簡單介紹固-氣和固-液混合物仿真。此外，我們還將介紹 COMSOL 軟件的CFD 模塊和微流體模塊中的一些案例模型和仿真策略。 不同尺度的多相流仿真 通過數值仿真可以研究不同尺度的多相流。

圖6 粒子分離器內部沙粒運動軌跡仿真 防/結冰設計的氣/液及液固相變仿真 結冰作為航空器上的常見現象，給飛行器的安全帶來了極大隱患。目前，防/結冰設計分析涉及兩相流、相變、傳熱傳質過程，技術難度大；冰風洞試驗成本高、周期長，給防冰系統設計及驗證造成了較大困難。

計算結果流場內氣流流動狀態如下：速度流線圖中間截面速度分布氣液分離及超凈除霧層出口速度分布孔板上方1m處速度分布孔板上方2m處速度分布壓力監測面壓力數值由仿真結果能夠看出，氣流在脫硫塔內流動順暢，無明顯的回流等現象，氣流經過孔板后，在脫硫塔內、氣液分離裝置及超凈除霧裝置出口處氣流分布均勻，無過高風速，也沒有流線過于密集和過于稀疏的地方

通過仿真模擬不同結構參數的段塞流捕捉器內部的氣液流動情況，找出最優的結構設計，評估段塞流捕捉器在不同工況下的性能，包括處理量、分離效率、壓力損失等，為實際應用提供理論依據。 溢洪道：LevelSet方法可分析泄洪消能過程中的水流狀態變化，由于算例幾何為單孔模型，沒有閘墩結構影響，所以水流相對平順，且沒有折沖現象。

圖6 液艙底部中點處的橫向/縱向速度隨時間的變化 LNG運輸船安全加熱仿真 液化天然氣溫度極低，沸點是-162℃，LNG運輸船要長時間維持-163℃的低溫。

3、吸氣管氣液分離器：在吸氣管上安裝氣液分離器，用來臨時存放系統中溢流的液態制冷劑，并且以壓縮機能夠承受的速率向壓縮機返回液體制冷劑。制冷百科公眾號提示，不同制冷系統總體充注量要求不同，制冷劑控制方法各不相同，是否需要氣液分離器以及需要多大尺寸的氣液分離器在很大程度上取決于具體系統的要求。

實驗以空氣 - 水體系為介質，分析了氣液流量對壓力損失、分離效率及自吸性能的影響，建立了歐拉數、分離效率與氣液雷諾數的無量綱經驗關聯式: ；數值模擬采用群體平衡模型耦合兩相流模型及 k-ε 湍流模型，揭示了旋流場內氣泡破碎、聚并的動態演化規律，發現液體雷諾數增大可使小尺寸氣泡占比提升 40%，湍流耗散率增強 35%，且模擬結果與實驗數據吻合良好，壓力損失與分離效率的最大誤差分別為 15% 和 10%

CFD模型、優化技術和新型的原位曝氣方法的創新組合對提升污水處理中膜分離技術性能具有重要意義。 【文章簡介】 1.背景介紹 膜生物反應器（ MBR ）技術，即生物反應器與膜分離相結合的技術，由于其占地面積小、自動化程度高、處理高效等優點，已成為當前市政污水處理和水再利用最具發展前景的技術之一。

此外，在石油工程中還涉及到諸如油井井筒內的氣液兩相流動、油氣水三相分離等多相流問題，Level-set方法也可以為這些設備的設計和優化提供理論支持和技術指導。圖 4.1臥式三相分離器模擬3.2 水利工程 潰壩是一種常見的水利工程災害，當壩體突然破裂時，大量的水體快速下泄，會對下游地區造成嚴重的洪澇災害和人員傷亡。

仿真結果顯示，雙層三槳葉攪拌器在氣液攪動方面表現出良好的性能。后續可以通過改變結構參數和操作參數對其進行更為細致的數值模擬，以進一步優化其攪拌效果，提高氣液傳質效率。建立幾何模型時對其進行適當的結構優化便于數值模擬過程，網格劃分時對其施加一定的控制（如曲率和偏度）以提高網格質量，綜合得到網格質量大于0.2即可滿足一般仿真需求。幾何模型如圖1所示，網格劃分如圖2所示。