如何在comsolMultiphysics®中中鼓泡鼓泡鼓泡

（常见一传递过程文章中，我们将如何使用使用使用使用使用使用使用软件软件软件这种

什么是鼓泡？

鼓泡是生气泡气泡，从而从而从而从而在液体将将液体液体从一些一些一些溶解溶解的的成分成分中剥离剥离出来出来所所述述质量传递。脱氧个例子，在，在，氮气气泡中液体中发生，改变反应反应化学成分。作用和充气是这这这种种鼓泡鼓泡鼓泡鼓泡的

一瓶的碳酸化产生的气泡。

当打开苏，汽水或任何饮料饮料时，由于饮料饮料饮料饮料饮料，由于，导致，导致，导致二氧化，我们上升，我们上升上升，我们听到上升上升饮料（₂（aq））中。这溶解通过碳气泡通常饱饱饱和和和）穿过下和和和和和和和穿过穿过穿过穿过来来实现。。。时时时发生反应碳，整个过程称为称为碳酸化作用。

在本文章，我们我们研究如何在中的的溶解来来模拟模拟碳酸化过程过程。换换句话话话话说说

近距离观察作用

如所，从从水的引入碳。碳碳碳气泡由于浮力上升，，在水，传递和动量动量，最后动量。注意注意注意注意

• 水和碳气泡和动量，即传递，即相流相流相流
• 二氧化碳从到的传递传递，即传递传递传递传递
• 溶解的的传递以及后续发生的反应（如碳酸碳酸生成）

一杯的作用示意图示意图，二氧化碳气泡从。。。

在comsolMultiphysics®中中鼓泡鼓泡

comsol多物理学中求解中求解上述鼓泡用到的条件。如上图上图所所示，这个示示示示示这个问题是是轴轴。。相流，我们，我们气泡流，层流接口，由于由于大于大于大于大于大于大于密度与相比忽略不计忽略不计。当当气泡气泡气泡容积率容积率容积率大于大于1％时，也时时也也求解气泡的输送。但注意，气泡流气泡流用于模拟气泡容积率容积率大于大于大于1％（10％或小小小的）的的。。。

此外，由于根据计算的雷诺数低于流动雷诺数2000，因此因此我们。。。。

提示：阅读comsol®软件关于关于关于不同类型相流接口的文章文章，了解了解优缺点相应基本基本。。

气泡流，层流接口不仅速度压力气体气体，还密度密度气泡的的密度和和相关的界面界面面积（求解相界面面积（选项）。，我们，我们能够双理论来气泡与液体之间的的质量，这个传递，这个这个将

comsol多物理中的设置示意图示意图，其中气泡流和稀物质传递接口相关边界条件。的质量传递通过反应条件来，碳酸反应通过平衡反应条件来，两两都该中的的反应来：没有：没有条件，如，如流体属性，属性和初始值。

请注意，模拟流动，（（我们（水面）的即即的的可以可以可以忽略不计忽略不计。滑移壁条件，如上图。一运动运动，但运动运动运动法向速度限制为零壁边界条件指定。（之前之前关于模拟杯中的气泡流的文章文章（（（（））为了多多详细详细信息多一致一致一致性性载荷随时间的方法，通常通常种的实践。。

二氧化碳和的所产生的含水和碳酸的传递通过稀物质传递接口建模，该接口水和。请注意注意气泡流BF）和稀物质传递（TDS））的的边界如上图所。。

二氧化碳从到液体的通过通过气泡流接口的质量传递条件来。例中，我们我们使用使用双层膜理论选项，该选项亨利来计算气体液体所的质量传递m_ {gl}，由由：：

其中：

• k是必须的系数，取自取自实验资料资料资料资料
• C是溶质；在例中，为中中浓度浓度浓度浓度C_二氧化碳，通过稀物质传递接口计算
• m（（（（（））的
• 一个是通过气泡流接口计算的体积界面面积
• {C^*}是根据亨利定律（c^* =（p+p_
  {ref}）/h（）计算的浓度，其中：：
  • p是根据气泡流接口计算的压力
  • p_ {ref}是在气泡流接口中指定参考压力
  • H是常数，取自取自或资料资料

从气体的质量传递含水的的，通过，通过稀物质传递接口中的反应项分析，如下如下示除了除了稀物质传递与气泡流接口之间耦合，通过，通过气泡流接口计算的速度在稀物质传递接口的传递属性域设置，这这含水二氧化碳对传递。。

气泡流接口中质量传递条件的。域特征的所有参数都在参数节点下，但c_co2除外，它它在稀物质传递接口中的二氧化碳。。

稀物质传递接口中反应项的，其中质量传递值bf.mgl在气泡流接口，并，并在稀物质传递接口/汇项/汇项汇项。

用于平衡反应₂o + co₂（aq）↔h₂co₃的，水，水稀物质传递接口中溶剂，其中k_eq在参数节点中定义。

鼓泡过程的结果

二氧化碳的和二氧化碳扩散的相关取自文献资料（文献文献1-3）。

t = 0 s t = 10 s t = 10 s时绘图绘图，可以可以绘图绘图二氧化碳气泡（通过（（由于流出流出，它开始中循环循环（含水

t = {0，10，50，100} s时，（（（））（（（），左左左左碳气泡体积分数分数）和）和

在comsol Multiphysics中，我们我们可以的动画动画，这绘图的动画动画更好地旋涡的形成，，它们它们随随的

（（（（（）（（中中中中），）和和和二氧化二氧化碳碳碳浓度浓度的的的的的的的

由于这对称仿真，comsol多物理学软件软件三维数据集数据集数据集，这这三维数据集数据集三维三维三维计算计算计算研究中二维二维数据集的一一次变革。因此因此和传递含水二氧化碳传递紧密相关。

碳酸浓度随时间演变。

结束语

在文章中，我们我们水水作用讨论了如何鼓泡。。一般一般一般一般来说说说说说说说一般。。。。。。。一般。一般。一般一般一般一般一般一般一般类似类似类似类似类似的质量传递条件在气泡流和混合物模型接口中有提供就就像通常使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用通常时质量传递条件下通过滚动质量传递模型下列表指定用户定义的。。

对这多问题进行时，最优的工作流程是先的开始，然后然后再增加的复杂度。。

后续操作

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• 气升式环流反应器的流动
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• 使用，和动网格的：比较：比较

参考文献

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3. Han，J.，Eimer，D.A。和Melaaen，M.C。，“水滴吸收二氧化碳吸收的液相传质系数”，能源过程，卷。37，第1728–1735页，2013年。