垂直管内流における油分散系の数値シミュレーション

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概要

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• 非混合液体分散系を取り扱ったシステムは石油化学業界で広く用いられている。そして，石油化学の分野では界面熱·物質移動率は系全体の現象に強く影響を与えることが知られており，相間界面接触面積に依存している。本研究は垂直管における非混合液体分散系の数値流体解析（CFD）を行ったものである。二流体分散系に関しては二流体モデル（オイラー-オイラーモデル）が多相モデリング用に広く使用されており，特に適切な計算量で広範囲なホールドアップの詳細予測が必要な場合に使用される。連続相に水，分散相にケロセンを使用したCFDシミュレーション結果，FarrarとBruunの実験結果，ならびにAl-DeenとBruunの実験結果との比較を行った。これらのシミュレーションは乱流液体分散系において作用する抗力，揚力，乱流分散力，付加質量力等のさまざまな力の影響を確認するためにも行われた。最適なパラメーターの組合せを選定するため，これらの流体に作用する力を示すいくつかのモデルを使用したシミュレーションを行った。さらに，二つの異なる乱流モデルを使用したシミュレーションも行った。本研究の成果として，揚力が乱流分散力や付加質量力よりも重要であることが分かった。また，実験データと合致するシミュレーション結果をもとに，液液分散流における相間界面モデル化の指針を示すことができた。

著者

• Parvini Mahdi

  Dept. of Chemical Engineering, Amirkabir University of Technology

• Dabir Bahram

  Dept. of Chemical Engineering, Amirkabir University of Technology

• Mohtashami Seyed

  Dept. of Chemical Engineering, Amirkabir University of Technology

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