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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。華東理工大學依托 Ansys Fluent 仿真平臺，耦合多相流模型與群體平衡模型，精準模擬旋流場中氣泡破碎、聚并動態及傳質規律，快速迭代優化射流口尺寸、旋流腔高度等關鍵參數。

關鍵詞：FLUENT，噴管，VOF模型，計算流體力學，氣液流動噴管是一種通過改變管段內壁的幾何形狀以加速氣體的裝置，使用FLUENT對某類似噴管的裝置進行氣液流動數值模擬，可以直觀的看到裝置內部氣液流動情況和相分布，進一步可以通過詳細的數值模擬可以對其進行不同結構參數和操作參數下的流場分析，探索更優結構參數及操作參數對其進行優化。

關鍵詞：FLUENT，攪拌器，VOF模型，計算流體力學，氣液攪動機械攪拌器廣泛應用于生物化工領域，但因攪拌引起的流型產生復雜的氣-液流體特性，使該流體特性定量測量很難有效進行，增加攪拌器的結構優化與放大設計的難度。使用數值模擬方法可以很好的解決以上問題。利用FLUENT軟件對雙層三槳葉攪拌器的氣液攪動進行了數值模擬。

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。

DPM氣液相變案例分享 第二天 蒸發冷凝模型介紹蒸發冷凝案例分享壁面沸騰模型介紹壁面沸騰案例介紹 第三天 基于熱相變模型氣液兩相流模擬介紹引射器氣液相變案例分享基于真實介質氣液相變案例分享Q&A 【報名鏈接】https://www.wenjuan.com/

攪拌設備解決方案攪拌混合設備的種類從單元到系統存在多尺度，多區域以及多物理場的過程單相混合系統氣液體系（生物反應器）液固體系（固體溶解）嚙齒攪拌混合器靜態混合器清洗裝置定制化以及系統級的仿真攪拌混合設備解決方案單相混合系統

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，

該模型將氣液兩相視為一種均勻混合的介質，通過求解混合相的守恒方程，來模擬氣液混合流動的整體行為。這種模型在處理氣液充分混合、相間差異較小的情況時，具有計算效率高、結果準確的優點。對于離散相流體問題，軟件采用歐拉- 拉格朗日模型。在這個模型中，連續相采用歐拉方法進行描述，而離散相則通過拉格朗日方法追蹤每個顆粒的運動軌跡。

2 在Fluent中設定的參數在Fluent計算中，需要混合油的技術參數，比如混合油濃度、壓強或者流速、黏度、溫度等等，如下表1所示。通過選擇某一級的循環混合油參數來作為分析的液相資料，在分析之前，將流體的密度、粘度和表面張力等參數輸入到系統中，另外混合油在導流片表面的流動的狀態還與噴淋量有關。

Level Set 方法則是將界面表示為一個符號距離函數，在處理復雜界面變形和拓撲變化時具有獨特優勢，能夠更精確地捕捉氣液界面的動態演化。在混合流問題上，VirtualFlow 提供基于歐拉 - 歐拉體系的均相模型。該模型將氣液兩相視為一種均勻混合的介質，通過求解混合相的守恒方程，來模擬氣液混合流動的整體行為。

相平衡計算的主要目標是預測混合物在不同溫度壓力下的氣-液相組成，傳統上是使用半經驗的熱力學狀態方程（EOS）和/或液體活度系數法實現的。該方法依附于實驗數據，對于偏離實驗條件較遠的體系，數據難以計算準確，常常由于錯誤的熱力學數據造成工業設計的失敗。這些方法需要純組分和混合物的蒸氣壓數據作為輸入信息，且理論中出現的參數混合規則一般要通過混合物的實驗數據得到，使用時同樣受到實驗的限制。

隨著混合液懸浮固體濃度超過10 g/L，剪切應力的增加更加明顯，導致剪切應力更加均勻分布（圖7c）。然而，從實際角度來看，高混合液懸浮固體濃度會增加流動阻力，阻礙污泥的循環。此外，懸浮顆粒豐富的濃縮污泥還會增加膜過濾的阻力。因此，在高混合液懸浮固體濃度下，需要增強曝氣強度以促進液體流動。圖7.

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.

多相流具有多種存在方式，以兩相體系為例，可分為：氣液多相體系；氣固多相體系；液固多相體系；不相溶的液液體系。

圖5.fluent混合相設置在混合相中，選擇相變模型以及主、次相的屬性設置，相變的物理引擎選擇空化，這里用的是Schnerr-Sauer的空化模型，該模型認為液、氣混合物包含大量球形蒸汽泡，模型給出的空化半徑有如下公式：其中為空泡半徑，為蒸汽體積分數，需要注意的是，在此模型中，是唯一需要確定的參數，有大量的研究表明其最佳取值在左右，對于多相流的詳細設置如圖6所示。

</p><p>Fluent中采用Patch指定區域局部物料條件，STAR-CCM+使用場函數位置指定。</p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例-多相流體：VOF：重力驅動流體，歐拉：混合物沉降，歐拉：曝氣池脫氣</strong></p><p>5. 運行計算：提交到求解器進行計算。MRF方法較快，Sliding Mesh較慢。