横向气流穿过垂直下落液滴场的二维流动数值计算

对Cl2/He混合气体横向穿过垂直下落的BHP(按重量25%的KOH,25%的H2O2及50%的H2O)液滴场的化学反应流动作了数值计算。模拟的流场是气体/液滴两相流场,在气相方程中,考虑了液滴与Cl2反应产生及释放O2(1Δ)的质量源项及表示液滴对气流阻碍作用的动量源项。由于气相动量小,液滴在下落过程横向偏移小,下落速度基本不变,因而假定流场中液滴数密度保持均匀。质量源项通过层流边界层理论而得到一种解析表达,反映了液滴表面因反应产生的Cl2通量依赖于来流中Cl2浓度、气流密度及来流速度变化的关系。用SIMPLE方法对气相模型方程作了数值求解。模拟结果显示,气相速度场中靠近顶端和液滴区右边界位置出现涡旋,二维效应较为明显;混合气体的密度经过液滴区有较大下降;Cl2利用率、O2(1Δ)产率随入流速度增大而减小,随液滴速度增大而增大,这些结果与相关文献提供的实验测试结果对比较好