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多孔LiOH孔隙特征及CO₂流动特性数值模拟

论文作者陈元超，杨侠，曹吉胤，刘迎，汪龙飞杂志期数2023年6月刊
关键词多孔LiOH吸附剂；Sierpinski-Menger海绵结构；分形孔隙模型；CO2吸附
作者单位（武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430205）
为了研究二氧化碳在新型多孔LiOH吸附剂孔隙中的流动规律，基于Sierpinski-Menger海绵结构建立三维分形孔隙模型，利用Fluent软件对LiOH孔隙中的气体流动进行数值模拟，分析不同流动速度（1、0.1、0.01 mm/s）下的流动规律。模拟结果表明，气体在海绵结构中流动具有分形特性，CO2速率与动压在不同级数模型中分布一致，具有明显的对称性与相似性，说明在分形维数相同的情况下，不同级数模型具有相同的分形特征。通过对比3种入口气体流速（1、0.1、0.01 mm/s）对二氧化碳体积分数分布的影响，可知入口气体流速的增加有利于二氧化碳分布均匀，在允许的范围内增加入口气体流速有利于二氧化碳的吸附，提高LiOH吸附剂的吸附率。入口气体流速的改变只能改变CO2动压、CO2速率、总压的值，不影响它们在流场内的分布。这是由Sierpinski-Menger海绵分形模型自身的分形特性决定，不受边界条件的影响。可以得出总压力降与入口气体流速成线性关系。
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