微反应器内气液两相泰勒流是近些年微反应过程的一个研究热点，泰勒流由气泡与液柱交替排布组成，具有易控制，传递速率快等优点，是发生气液两相反应较为理想的流型，研究组前期采用泰勒流形式成功制备了高性能氧化铁纳米颗粒，但是，对于泰勒流的气液两相传质过程研究目前尚不完善。
为此，研究团队在泰勒单元流动研究基础上，通过编写自定义程序，采用VOF模型与组分运输模型耦合，研究了微通道泰勒流内气泡向液柱的传质行为。结果表明，液柱内溶质分布主要受流场影响，随着气相的溶解，气泡表面形成一层溶质层，使得液柱各位置溶质层厚度存在差异，导致气泡与液柱界面处浓度最高，但沿垂直方向浓度迅速降低，因此，泰勒气泡各区域传质能力具有一定差异，液膜区域对传质起到了最主要的贡献；不同气泡速度下的气相溶解过程模拟表明，随气泡速度增大，气液界面更新加快，气泡表面各区域传质速率相应升高，总体传质能力也会相应增强。论文的研究结果为基于气液泰勒流反应过程的改进提供了理论支撑。
相关研究论文于近日在线发表在《International Journal of Mechanical System Dynamics》杂志
Qiuwen Zhong, Zhen Jiao*, Wenhui Nie, Yan Li, Ning Gu*, Numerical investigation of mass transfer behavior of a gas-liquid two-phase Taylor flow in a microchannel by a volume-of-fluid multiphase flow system, International Journal of Mechanical System Dynamics, 2022, DOI: 10.1002/msd2.12049
