多孔介质电渗流动的CFD模拟.PDFVIP

维普资讯 第 54卷 第 8期 化 工 学 报 Vo1．54 № 8 2003年 8月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China) August 2003 多孔介质 电渗流动计算流体力学模拟与实验研究 (I) 多孔介质 电渗流动 的CFD模拟 余铭钢 刘 铮 (清华大学化学工程系，北京 100084) 摘 要 采用周期性空间模型描述多孔介质 ，根据 电动力学理论及计算流体动力学方法对多孔介质 内的电渗流 动行为进行数值模拟 ，得到多孔介质孔 内与颗粒表面可视化的流场 ，并对 比了多孔介质中压力场驱动与电场驱 动的流体流动特性 ，显示出电渗在强化固体表面流体流动所具有的优势． 关键词 多孔介质 电渗 模拟 可视化流场 计算流体动力学 中图分类号 TQ018 文献标识码 A 文章编号 0438--1157 (2003)O8—1O37一O7 CFD SIM ULATIoN AND EXPERIM ENTAL STUDY 0FlELECTRooSMoTICFLoW INpORoUS ⅡDIA (I) CFD SIM 丁I，AnON OFELD OOSI rICFLoW IN POROUST、 A SHE M inggangand LIU Zheng (DepartmentofChemicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) Abstract Electroosmosis isoneofthe fundamentalwaysof liquid transport in solid-liquid separation processesdrivenbyelectricfield．A numericalsimulationoftheelectroosmoticflow inporousmediawas madebyusingcomputationalfluiddynamics (CFD)method，in which thesolid phasewassimulated by cylinders of equal diameters arranged in a regular pattern in response to a given porosity． The electroosmoticflow statusinsideporousmediaaswellasatsolidsurfacewasvisualized．Theadvantageof electroosmoticflow in terms ofstrengthening the liquid flow atsolid surfacewas shown through the comparisonwiththehydraulicallypressurizedliquidflow． Keywords porousmedia，electroosmosis，simulation，visiblevelocityfield，CFD 而在固体表面形成电渗流 [5]．实验研究结果表 明， 引 言 与水力学压力流动相比，电渗流动具有如下优势 ： 电场驱动的固一液分离过程是近年来化工分离 ① 电渗流的流型近乎于平推流，只是在接近固体表 科学与技术领域的研究热点，典型的如高效毛细管 面几纳米至