微通道中悬浮液流动及颗粒分布的CFD模拟

发布时间：2018-12-19 18:12

【摘要】：以DFM模型(Diffusive Flux Model)为基础,建立了颗粒的质量传递方程,之后以Fluent为计算平台,结合其UDF和UDS功能,对高浓度悬浮液在直型微通道中的流动和颗粒定态平衡分布进行了CFD模拟。研究中首先模拟非布朗悬浮液在常规通道中的流动,通过与文献结果的比较验证了建立的数学模型和求解方法的正确性。然后模拟悬浮液在微通道中的流动,分析了计算模型用于微通道模拟应做的修正,确定了相关参数,并考察了颗粒浓度、粒径、悬浮液流动速度及Pe数对通道中颗粒分布的影响,特别是明确了布朗运动对悬浮液流动的影响。模拟结果表明,DFM-CFD模拟结果与实验结果具有较好的一致性,优于文献中SBM(Suspension Balance Model)-CFD的模拟结果。
[Abstract]:Based on the DFM model (Diffusive Flux Model), the mass transfer equation of particles was established, and then the UDF and UDS functions were combined with Fluent as the computing platform. The flow and steady state equilibrium distribution of high concentration suspensions in straight microchannels were simulated by CFD. In the study, the flow of non-Brownian suspensions in conventional channels is first simulated, and the correctness of the established mathematical model and solution method is verified by comparing with the results of literature. Then, the flow of suspensions in microchannels was simulated, and the modification of the calculation model for microchannel simulation was analyzed, and the relevant parameters were determined, and the particle concentration and particle size were investigated. The effects of suspension velocity and Pe number on the particle distribution in the channel are discussed, especially the effect of Brownian motion on the suspension flow. The simulation results show that the simulation results of DFM-CFD are in good agreement with the experimental results, and are better than those of SBM (Suspension Balance Model)-CFD in literature.
【作者单位】： 重庆大学化学化工学院;长江师范学院化学化工学院;西南化工研究设计院有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(21176270)
【分类号】：O35

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本文编号：2387276