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文档简介

1、多孔介质中超临界流体流动多孔介质中超临界流体流动与传热数值模拟与传热数值模拟主要内容引言超临界流体计算模型模拟计算计算结果结论1 引言以超临界流体为载体，在多孔介质孔隙表面沉积颗粒和形成薄膜以及在孔隙中的浸渍等现象主要应用于复合多孔材料的制备、多孔材料的改性、深床过滤、三次采油、高孔隙率多孔聚合物支架的合成、污染土壤的修复、纺织物的染色、木材中生物杀灭剂的浸渍和二氧化碳深埋等方面。主要利用超临界流体热力学性质的“可调性”，特别是流体的密度和溶解度对超临界流体体系的压力和温度的依赖性。1.1 研究意义当超临界流体流过多孔介质时，内部的压力分布与多孔介质的孔隙结构特性密切相关。在多孔介质中，超临界

2、流体流动时所表现出的物理和化学性质（密度、黏度和溶解能力）也随孔隙结构空间分布特性和流体的流动状况变化。1.2 主要目标通过建立数学模型和数值分析方法，研究在温度场作用下多孔介质中超临界流体传热与流动耦合作用条件下流体非稳态性质的变化特性。2 超临界流体计算模型考虑一个具有二维正方形区域的多孔介质。以超临界CO2为模型流体超临界流体从多孔介质AB侧流入，从CD侧流出，AD和BC为不可渗透壁面。在介质的BC和AD两边界上施加恒定温度场。3 模拟计算动量衡算方程(Momentum Balance) 能量衡算方程(Energy Balance) 超临界流体状态方程(SCF EOS) ()( ()ts

3、tkPF ,()D itspipCTtk Th NQC uT urr()( ) ( ()()PRT Vba TV Vbb Vb3.1 参数设置常数常数变量变量3.2 区域设置动量方程动量方程能量方程能量方程3.3 边界条件设置动量方程动量方程能量方程能量方程4 计算结果压力分布等值线（施加温度场）压力分布等值线（施加温度场）压力分布等值线（未施加温度场）压力分布等值线（未施加温度场）4 计算结果速度分布等值线（施加温度场）速度分布等值线（施加温度场） 速度分布等值线（未施加温度场）速度分布等值线（未施加温度场） 5 结论采用COMSOL Multiphysics 软件进行计算可以方便、有效地求解所建立复杂的耦合模型方程，计算结果的后处理有助于直观理解物理过程。在多

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