脉冲流在Y型和倒Y型微反应器中强化传质的格子Boltzmann模拟

来源：计算力学学报杂志2023年第6期北京时间：

作者：麻晓庆,董志强,王洪涛,李云龙

单位：太原科技大学 环境与资源学院, 太原 030000,太原科技大学 机械工程学院, 太原 030000,太原科技大学 机械工程学院, 太原 030000,太原科技大学 机械工程学院, 太原 030000

摘要：连续流微反应器的迅速发展为化学合成技术提供了一条可精准控制的路径。微反应器中流体的流动、混合和传质是反应的物理基础,因此强化传递就能够合理改善混和效果,增加相接触面积,减小微通道尺寸,以缩短分子扩散距离。由于微反应器中对流传递数量级非常低,不容易控制。通过改进微混合器构型和引入脉冲流动等主被动强化措施,可以有效改善对流和传质,影响化合反应。如何量化分析这些影响,是微反应器强化传质和优化控制反应过程的基础。本文基于有效的虚拟串行竞争反应格子Boltzmann模型,通过对Y型和倒Y型的微反应器的流场结构、混合传质和化合反应进行数值研究,定量分析了脉冲流动在不同流场构型下传质和化学反应的影响,所得结论可为连续流微反应器设计以及微反应精准控制提供有意义的参考。

关键词：微反应器,串行竞争反应,格子Boltzmann方法,混合,传质,

基金资助：国家青年科学基金(51106162);山西省自然科学基金(202203021221152)资助项目.