气流式喷嘴流体雾化干燥过程的CFD分析

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1、第25卷第12期计算机仿真2oo8年12月文章编号：10o6—9348(2oo8)l2一O329一O3气流式喷嘴流体雾化干燥过程的CFD分析张丽丽，周慎杰，陈举华(山东大学机械工程学院，山东济南250o61)摘要：为准确地描述气流喷嘴的雾化干燥过程，利用cFD技术，结合喷雾干燥的特点，建立了适合气流式喷嘴的气体一颗粒两相运动及液滴雾化干燥的完整模型，得到了干燥过程中干燥室内气体流场和颗粒运动轨迹、气体局部湿度和温度变化及不同初始直径液滴在干燥室内的干燥情况。模型充分考虑了气体液滴之间的两相耦合作用，分析了气体／液体流量比，气体／液体相对速度，液

2、体粘度等重要因索对滴径的影响，并将模拟结果跟实验进行比较，结果比较合理。为喷雾干燥过程的系统仿真和喷雾质量的提高提供了有：J了工具。关键词：喷雾干燥；气流式喷嘴；耦合；滴径；仿真中图分类号：TF531文献标识码：ACFDSimlllati0noJfSprayDryPr0cesswithAirBlastAt0IIIizerZHANGLi—li，ZHOUShen—iie，CHENJu—hua(Sch0ol0fMechanical_Engineering，ShafldongUniversity，JinanShandong250o61，China)AB

3、STRACT：Inordert0describef【l0mizati0nandsprayingpmcessofajr—assistantnozzleaccurately，agas—parti-cletwo—phasenowandspmy—dryingmodelofair—blastat0mizerwasbuiltbyusingcFDtechn0log)r，combinedwiththecharacter0fspraydryingpr0cess．Thesimulatedpmfiles0fnowfieldsandparticlelocus，l0ca

4、ltemperatureandhumidity0ftheairphaseinthedryingchamberwerepresentedandthedryingpr0cess0fparticlewithdi．erentinitialdiarneterwasanalyzed．IecImpledrelati0nship0fphasesisconsidered，andthemaininnuentialflactors0ftlledmpletdiameter，suchasairtoliquidmassnu)【mtio，relativisticvelocb

5、etweenairandliquidandliquidviscosity，areanalyzed．Goodagreementwasachievedbeeensimulationresultsandexperimentdata．Them0delbuiltprovid-edahelpfu1tryf0rspmydryingsimulation，andnewmethodf0rparticlequalityenhancement．KEYWoRDS：Spmyatomization；Airblastat0mizer；Coupling；Dropdjameter

6、；SimulationKIVA—IⅡ代码来验证该种模型的正确性。IJixinHuangl引言等人用cFD模型对压力及转盘式两种喷嘴的雾化干燥过气流式喷嘴因其较高的雾化性能在雾化干燥、工业锅炉程进行模拟分析。和飞机用燃气轮机等领域都有广泛的应用。由于喷雾干燥这些研究工作大都是针对压力喷嘴的雾化过程进行的器的尺寸比较大、价格昂贵，以及复杂、恶劣的测量环境，喷模拟，很少有人对气流喷嘴的雾化过程进行建模分析，气流雾干燥过程的实验研究比较困难，目前的研究主要是对喷雾雾化过程中必须考虑气体对液滴破碎的影响，其雾化机理相器的生产工业过程进行分析研究，设计也主

7、要依靠经验，但对气流喷嘴比较复杂。本文详细分析气流喷嘴的雾化机理，是为了提高生产率，降低能量消耗，得到高质量的产品，必须建立了适合气流式喷嘴的雾化模型，找出影响雾化质量的主对喷雾干燥器的喷雾干燥过程有一个详细的认识。cFD是要因素。用建好的模型来模拟不同操作条件下液滴的雾化解决这一问题的有效途径，自cDwe【l0等人采用PsI—ceu干燥过程，并将模拟结果与实验进行对比分析。(icle—Source—In—Cel1)来处理喷雾干燥过程中的两相2两相流的数值模拟耦合问题后，P锄ds也从这种思路出发来模拟喷雾干燥，并得到和试验结果相一致的结果，R0

8、【0ndi【4等人采用用Eular—I丑grange模型来模拟气体、液滴两相流动。计算过程包括对连续方程、动量方程及相应的湍流模型的求解，同时还要考虑