多相化工体系中液液萃取传质过程数值模拟

液-液萃取是化工体系中广泛应用的分离技术。它具有选择性高、分离效果好、适应性强等优点。液-液萃取过程中的两相流动和相际传质极为复杂,两相的密度差、粘度、互溶度、界面张力及体系纯度等许多因素对其都有重要影响。Marangoni效应是液-液萃取过程中的重要现象。对液-液系统液滴传质的Marangoni效应的研究论著中,目前还未见有数值模拟方面的工作。本文对单液滴在不互溶介质中运动和传质过程进行了数值模拟,考虑轴对称情况,采用正交贴体坐标变换,通过协变Laplace方程将液滴内外的求解区域变换成计算平面上几何形状规整的正方形区域。采用Ryskin等人的ADI方法求解动量方程在正交贴体坐标系下离散化得到的代数方程组。浓度的对流扩散方程用Patankar提出的控制容积法离散,对流项用幂函数方案离散。