液-液射流雾化的数值模拟与实验研究.pdf

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1、第!!卷第!期热能动力工程/M:-!!，CM-!!""(年)月@0ABC6D01ECF7CEEB7CF10BGHEBI6DECEBFJ6CK?0LEBIN<-，!""(###############################################################!!!!!!!!"!"!"新能源动力技术!!!!!!!!"文章编号：&""&$!"#"（!""(）"!$"!".$",液$液射流雾化的数值模拟与实验研究彭正标，梁坤峰，袁竹林（东南大学能源与环境学院，江苏南京!&""%#）摘要

2、：建立了液$液雾化机理的数值模拟平台与实验研究出的一种新型制冰技术（见图&），其原理是用泵将平台，对水在非相溶溶液中的喷射雾化机理进行了研究。应从水箱中抽出的水直接喷入与之不相溶的另一种低用/01$*21多相流模型对雾化过程进行了数值模拟，并在温载冷液体（油）中，喷入的水雾化成细小的水滴与相同工况下进行了实验验证和对比。研究表明，所建立的数循环液体（油）一起向床的上方流动，水滴与周围低学模型能成功地模拟连续射流雾化过程，与实验结果取得了温载冷介质（油）直接接触换热，在流动过程中被冻非常好的一致性。通过数值模拟和实验

3、相结合的方法，对雾结成冰颗粒；冰颗粒流出床体后通过过滤装置与低化过程中的射锥高度、射流速度、非相溶介质流速等关键因素的影响进行了探讨，获得了相应的规律：在确定的雾化条温循环液体分离而获得流体冰；载冷介质（油）升温件下，雾化液滴粒径呈现出离散性；液滴的运动方式随射流后经过下方的制冷循环而得到降温，再次由泵送入速度的增加由规则逐渐过渡为紊乱；射流速度为)-.345与循环床进行换热。液$液雾化形成细小水滴大大增非相溶介质流速为"-&,345时，雾化射锥高度变化趋势发加了两种液体的接触表面积，极大地强化了两相间生转变。本文

4、的研究结果对认识液$液射流雾化机理以及的传热，使制冰过程的热效率显著提高。相应的工程应用，具有重要的指导意义和实用价值。关键词：液$液雾化；数值模拟；实验研究；/01$*21多相流模型中图分类号：0).%文献标识码：6引言冰蓄冷技术是缓解电网电力供需矛盾，削峰填谷的重要措施［&］。目前用于冰蓄冷的主要有冰球和盘管两种制冰方法，但它们在制冰中都存在如下问图&液$液循环流化床系统图题［!］：冰在固体制冷面上形成后，由于冰的导热系数很低，导致传热温差大，制冰能耗大，制冰效率低。本文所探讨的液$液射流雾化是液$液循环流针对

5、这个问题，近些年来，流体冰的产生和应用引起化床制取流体冰的关键技术之一。迄今为止，液体了制冰界的广泛重视，流体冰［)，.（或称为冰浆，］789在气体中的雾化已经得到了较为完善的研究［!］，而2:;<<=）通常是由直径为.">&""!3的冰晶颗粒和水在液$液雾化方面的研究甚少，是目前亟待解决的构成的混合物。由于冰晶颗粒很小，大大地增加了问题。本文采用数值模拟与实验研究相结合的方法换热表面积，且在制冰过程中实现完全流动换热，不对液$液雾化过程的关键因素进行了研究，获得了存在固体传热面上冰层热阻问题，因此制冰效率得相应的

6、规律。到了很大的提高，实际应用表明，制取流体冰的性能系数*0?可比制取块冰提高近&倍［#］。&数值模拟研究液$液循环流化床是以制取流体冰为背景而提收稿日期：!""#$"%$&’；修订日期：!""#$&!$!"基金项目：国家重点基础研究发展计划（%()）基金资助项目（!""’*+!&(("(）作者简介：彭正标（&%,&$），男，湖北天门人，东南大学博士研究生-·31I·热能动力工程311.年"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""数

7、值模拟方法以理论为前提，对所要研究的对要在颗粒的断裂处进行特别的处理［0I］；F,))’"$;G,(是象采用数值方法进行模拟研究，具有很大的灵活性，一种完全不同的方法，根据分子运动理论建立简化的克服了在实验中由于经费投入、工况选择盲目性及动力学模型，最终反映的是平均的宏观物理行为，使测量精度等方面的限制。用方法的前提是宏观的流体特性是由系统中微观粒!"#$$%$、&$’()$*及+’"#,*-(等人研究了一种液子的相互作用引起的，而对微观特性的潜在细节不敏体通过一个圆形喷嘴垂直喷入另一种与之不相溶的感［0.］。近年

8、来，出现了双流体模型：破前追踪（C*:=)［./01］液体中的雾化机理，并取得了一系列的成果，)*,"B’=G）［0J］和界面追踪（K:%67$)*,"B’=G）［0L/31］，M$;得出了液2液雾化机理定性上的结论：当喷射速度6=G、NO7,=、P=A$*-’、<*OGGA,(:=和!6((7,=等人进行这很低时，在一定的时间间隔内，液体从喷嘴以鼓泡的方面