基于液滴蒸发的钠盐气溶胶粒子的制备

《基于液滴蒸发的钠盐气溶胶粒子的制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文基于液滴蒸发的钠盐气溶胶粒子的制备姓名：靖华申请学位级别：硕士专业：安全技术及工程指导教师：向晓东20070515武汉科技大学硕士学位文第1页摘要钠盐气溶胶的制备是气溶胶科学领域的一项研究课题，在实验、医疗等方面具有广泛的应用前景。本实验使用液体雾化法制备钠盐气溶胶，其发生过程主要由喷雾、加热、蒸发三个阶段组成。通过理论分析与实验探索相结合的方法，初步掌握了钠盐气溶胶的生成机理以及气体流量、溶液浓度等物理参数对其粒径分布的影响，对不同要求钠盐气溶胶的制备具有一定的指导意义。喷雾采用气液两相喷头。在气动力

2、喷头中，两侧细管与粗管成300左右夹角且与粗管相通。这样，当空气冲击溶液时会产生沿粗管轴向的速度和沿粗管径向的挤压速度，径向速度产生的径向剪切应力由于表面张力的抵抗而向四周扩散，形成旋转气流，将连续液流一点一点碎裂成大颗粒的液滴。在喷头出口处，从液流中分裂出的液滴所受的外力远大于内力，使得液滴不断分裂，其直径、质量和表面积不断减小，直至内外力处于平衡状态。假定雾化后的液滴在加热管内作匀速直线运动，当气体的流量Q=100L／min，初始温度T=30"C，圆管内壁温度T=200"C时，管内流体的流态为层流且温度场的数学表达式可简化

3、为零阶贝塞尔函数。在建立液滴蒸发衰减的数学模型时，认为液滴与气流间没有相对运动，忽略对流换热，导出了液滴直径与蒸发时间、环境温度等物理参数之间的函数关系：在温度相同的情况下，同一直径水滴的完全蒸发时间随水滴的运动速度增大而减少；在相同温度和速度的条件下，水滴的完全蒸发时间随水滴直径的增大而增大，且与直径的平方成正比；在相同运动速度和水滴直径的条件下，水滴的完全蒸发时间随着环境温度的增加而减少。通过与先前研究者的实验对比表明，上述结论与实验结果非常吻合。在确定溶液浓度对钠盐气溶胶粒径分布的影响实验中，气体的流量为6m3／h，溶液

4、的流量为20mL／min，浓度分别取5．969／L、6．039／L、6．179／L、6．30yL，根据对4种不同条件下实验数据的处理分析，可以得到钠盐气溶胶的粒径大小及质量中值直径随着溶液浓度的增加而变大。同理，当溶液的流量和浓度保持不变时，经过实验分析，可知钠盐气溶胶的粒径大小随着气体流量的增加而减小。本实验的最终结果表明，在喷雾式气溶胶发生器实际应用中，当溶液流量一定时，通过改变溶液的浓度、气体的流量及其操作参数和结构参数这4个因素，可在较大范围内控制气溶胶粒子粒度与发生量。关键词：钠盐气溶胶；两相射流；雾化；温度场；蒸发

5、；粒径分布第1I页武汉科技大学硕士学位论文Abstract’I。hepreparationofsodiumchlorideaerosolisallimportantresearchfieldinaerosolscienceandtechnology．Ithasbeenwidelyusedinexperimentation、medicaltreatmentandmanyotheraspects．Inthisexperiment．theliquidatomizationisusedtomadesodiumchlorideaeros

6、01．Theprocessismainlymadeupofspray、heatingandevaporation．Themechanismofsodiumchlorideaerosolformationandtheeffectofgasflux．solutionconcentrationontheparticle．sizedistributionalefirstlydiscussedtheoreticallyandexperimentally．Ourworkinthispapercanprovideausefulmethodt

7、oproducedifferentkindsofsodiumchlorideaeros01．Inordertogetappropriatespray,two—phasenozzleisselected．Therearetwothinpipesforairinletandonethickpipeforwaterinletinthenozzle．111ethinpipeislinkedtothickpipein300．Inthisway，whenthesolutionisimpactedbytheair，boththeaxials

8、peedandradialspeedcanbeproducedalongthethickpipe．111eshearstresscausedbytheradialspeedforcestheliquidsprayallaroundthetipofthenozzleduetot