超臨界流體計算

1、多孔介質(zhì)中超臨界流體流動多孔介質(zhì)中超臨界流體流動與傳熱數(shù)值模擬與傳熱數(shù)值模擬主要內(nèi)容引言超臨界流體計算模型模擬計算計算結(jié)果結(jié)論1 引言以超臨界流體為載體，在多孔介質(zhì)孔隙表面沉積顆粒和形成薄膜以及在孔隙中的浸漬等現(xiàn)象主要應用于復合多孔材料的制備、多孔材料的改性、深床過濾、三次采油、高孔隙率多孔聚合物支架的合成、污染土壤的修復、紡織物的染色、木材中生物殺滅劑的浸漬和二氧化碳深埋等方面。主要利用超臨界流體熱力學性質(zhì)的“可調(diào)性”，特別是流體的密度和溶解度對超臨界流體體系的壓力和溫度的依賴性。1.1 研究意義當超臨界流體流過多孔介質(zhì)時，內(nèi)部的壓力分布與多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)。在多孔介質(zhì)中，超臨界

2、流體流動時所表現(xiàn)出的物理和化學性質(zhì)（密度、黏度和溶解能力）也隨孔隙結(jié)構(gòu)空間分布特性和流體的流動狀況變化。1.2 主要目標通過建立數(shù)學模型和數(shù)值分析方法，研究在溫度場作用下多孔介質(zhì)中超臨界流體傳熱與流動耦合作用條件下流體非穩(wěn)態(tài)性質(zhì)的變化特性。2 超臨界流體計算模型考慮一個具有二維正方形區(qū)域的多孔介質(zhì)。以超臨界CO2為模型流體超臨界流體從多孔介質(zhì)AB側(cè)流入，從CD側(cè)流出，AD和BC為不可滲透壁面。在介質(zhì)的BC和AD兩邊界上施加恒定溫度場。3 模擬計算動量衡算方程(Momentum Balance) 能量衡算方程(Energy Balance) 超臨界流體狀態(tài)方程(SCF EOS) ()( ()ts

3、tkPF ,()D itspipCTtk Th NQC uT urr()( ) ( ()()PRT Vba TV Vbb Vb3.1 參數(shù)設置常數(shù)常數(shù)變量變量3.2 區(qū)域設置動量方程動量方程能量方程能量方程3.3 邊界條件設置動量方程動量方程能量方程能量方程4 計算結(jié)果壓力分布等值線（施加溫度場）壓力分布等值線（施加溫度場）壓力分布等值線（未施加溫度場）壓力分布等值線（未施加溫度場）4 計算結(jié)果速度分布等值線（施加溫度場）速度分布等值線（施加溫度場） 速度分布等值線（未施加溫度場）速度分布等值線（未施加溫度場） 5 結(jié)論采用COMSOL Multiphysics 軟件進行計算可以方便、有效地求解所建立復雜的耦合模型方程，計算結(jié)果的后處理有助于直觀理解物理過程。在多