摘要
高重力旋转填充床通过高重力场增强传质过程，其中聚合物溶液的流动和黏度分布决定了溶解效率和设备的紧凑性。理解这些行为对于优化海上聚合物驱油中的聚合物溶解至关重要，然而实验方法受限于较差的透光性和观测盲点，难以捕捉聚合物溶液在丝网填料内的动态分散和演化过程。为解决这一问题，本研究将VOF多相模型与Carreau–Yassuda黏度模型相结合，构建了二维计算模型，充分考虑了聚合物溶液的剪切变稀特性和黏度变化规律。系统考察了零剪切黏度、转速和入口速度对流动形态、聚集以及表观黏度分布的影响。结果表明：（1）转速从300 r/min提升至900 r/min，促使流动形态由以薄膜为主向以液滴为主转变；零剪切黏度从59 mPa·s增加至348 mPa·s，抑制了分散过程并形成薄膜与液滴共存的状态；入口速度从1.74 m/s增加至3.17 m/s，促使流动形态由以液滴为主向以薄膜为主转变。（2）转速的增大可使表观黏度降低至多30%，并改善分布均匀性，转折点在1000 r/min附近；入口速度的影响有限，径向分布在区域内较高。（3）Carreau–Yassuda模型揭示了剪切变稀效应，高转速可缓解高零剪切黏度的不利影响，而高转速与高入口速度的组合可协同增强分散效果。上述研究结果为优化高重力碳捕获过程中聚合物溶解提供了理论依据。
