雾滴内部流动及二氧化硫吸收过程的数值模拟

摘要：

喷雾烟气脱硫过程中液滴在流场中运动时,在表面剪切力的作用下形成内部循环流动,影响液滴内部传质特性,进而影响雾滴吸收SO2的过程.以单个悬浮液滴为研究对象,采用VOF(volume of fluid)方法计算了不同雷诺数下雾滴内部流动特性和SO2气体在水雾雾滴内部的扩散,探讨了不同雷诺数下雾滴表面的速度分布以及雾滴内部循环流动对雾滴内部SO2浓度分布的影响.数值计算结果表明:气流流场中的液滴与气流存在相对运动时,在表面剪切力的作用下液滴内部会产生2个相互对称的涡流,涡心距离液滴中心的距离为2/3Rd,涡流速度随着雷诺数的增加而增大.雾滴对SO2的吸收过程受到2种机理的控制:一种是在浓度梯度推动下向雾滴内部的径向扩散;另一种是雾滴内部循环流动诱发的扩散传质.通过SO2在雾滴中径向扩散时间与涡流形成的特征时间、内部循环流动诱发SO2传质的特征时间的对比,表明在雾滴内部,循环涡流流动对吸附传质过程具有重要的影响,随着雷诺数的不断增加,雾滴内部循环流动对SO2传质影响逐渐增大.

关键词：雾滴、内部流动、VOF、二氧化硫、传质、数值模拟

所属期刊栏目：38

分类号：TK09(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51106064,11502097;江苏省自然科学基金资助项目20150511;江苏大学青年基金资助项目FCJJ2015001

在线出版日期：2017-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：289-294,301