[发明专利]一种高粘度流体混合性能预测方法

权利要求书

1.一种高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，具体包括：

根据反应器结构建立反应器物理模型，并进行网格划分获得物理模型网格文件；

在流体分析软件中建立描述反应器内部流体流动特征的流体力学模型、描述非牛顿流体流变行为的粘度模型和示踪剂组分传质的质量守恒方程，耦合求解获得反应器内部的速度场、压力场和浓度场；

将所述物理模型网格文件导入至流体分析软件，基于所述反应器内部的速度场、压力场和浓度场在所述反应器物理模型中采用脉冲法和阶跃法进行数值模拟实验，获得高粘度非牛顿流体流变性质对示踪剂停留时间分布的影响，并模拟非牛顿流体的轴向返混现象，获得非牛顿流体的混合性能。

2.根据权利要求1所述的高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，所述进行网格划分获得物理模型网格文件步骤具体包括：

利用结构化六面体网格对所述反应器物理模型进行网格划分，设置包括速度入口边界条件、压力出口边界条件和壁面边界条件，获得物理模型网格文件。

3.根据权利要求1所述的高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，所述在流体分析软件中建立描述反应器内部流体流动特征的流体力学模型、描述非牛顿流体流变行为的粘度模型和示踪剂组分传质的质量守恒方程，耦合求解获得反应器内部的速度场、压力场和浓度场步骤具体包括：

在流体分析软件中建立描述反应器内部流体流动特征的流体力学模型，并采用大涡模拟方法获得反应器内部流体流动的湍流特征；

建立粘度模型并采用所述粘度模型计算非牛顿流体的流变性质；

将所述流体力学模型、粘度模型和质量守恒方程在流体分析软件内进行耦合求解获得反应器内部的速度场、压力场和浓度场。

4.根据权利要求1所述的高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，所述采用脉冲法进行数值模拟实验具体包括：

模拟获得基于所述反应器内部的速度场、压力场和浓度场的稳态流场分布；

设置所述反应器的入口边界条件、示踪剂输入时间和改变条件；监测获取所述反应器出口的示踪剂浓度。

5.根据权利要求1所述的高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，所述采用阶跃法进行数值模拟实验具体包括：

模拟获得基于所述反应器内部的速度场、压力场和浓度场的稳态流场分布；

设置所述反应器入口边界条件，监测获取所述反应器出口的示踪剂浓度。

6.根据权利要求1所述的高粘度非牛顿流体混合性能预测方法，其特征在于，所述模拟非牛顿流体的轴向返混现象具体包括：

模拟获得基于所述反应器内部的速度场、压力场和浓度场的稳态流场分布；

设置所述反应器中一段区域的示踪剂的浓度，在不同的流动时刻监测反应器内部示踪剂的浓度分布。