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微反应器的广泛应用使得微通道内气液两相Taylor流成为近些年的一个研究焦点,化学反应发生在微通道反应器的通道内部,具有过程强化的作用。Taylor流的特点是可以减少通道内返混、较大的相界面会促进气液两相间传质与传热。微通道内气泡和液柱的长度不仅影响通道内传质界面的大小,还会影响通道内的局部流动,比表面积代表传质界面的大小。如何获得较长且生成频率高的气泡,以及最大化的保持Taylor流型,是加快微通道化工过程的基本方法。因此对微通道内气液两相Taylor流的研究很有必要。本文采用计算流体动力学(CFD)的方法,分别改变微通道当量直径、液相流体粘度、表面张力系数等因素对Taylor流型中气泡和液柱长度的影响。模拟发现:气泡和液柱的长度随着当量直径的减小及液相粘度的增加而缩短,表面张力系数对气泡和液柱的长度影响不大。通过对各影响因素的研究以及模拟得到的大量数据,建立了适用于本次模拟模型的预测气泡和液柱长度的关联式,经验证所提出的关联式合理。在非定常流动时,使气相流动速度随着时间变化,得到Taylor流逐渐转变为环状流或搅浑流的全过程以及整个过程中压力的变化图,在此基础上绘制出Taylor流型转变的过渡线。结果表明:固定的液相流动速度下,Taylor流向搅浑流或弹-环状流转变的过渡线随着当量直径的减小、液相粘度的增加以及表面张力系数的增加更趋向于气相流动速度增加的方向。通过对气液两相Taylor流动的数值研究发现,在微通道反应器中应尽量减小当量直径使得Taylor流不易转变,减小液相粘度,保证气泡和液柱分布均匀,使得微通道反应器具有最优化的传质和传热效果。