热辐射加热液滴能量传递过程的研究

为了提高热辐射对液滴群的加热效率，针对单个液滴接收平行热辐射后的反射、吸收、透射等能量传递过程开展研究，采用区域法建立了能量传递过程的计算模型，在液滴吸收系数为1～1 000 m^-1、液滴粒径为0.1～10 mm、液滴折射率为1.1～2.0范围内，计算分析了液滴温度场的演化与液滴吸收率、液滴反射辐射、透射辐射的数量和空间分布。结果指出：在反射环节，液滴的反射率仅取决于液滴的折射率；随着折射率的增大，液滴反射率增大，反射辐射的空间分布也由顺投射方向占优逐渐转变为逆投射方向占优，现有研究范围内反射率不超过14%;在吸收环节，提高液滴吸收系数、折射率的同时减小液滴粒径是使液滴获得快速、均匀温升的有效途径；粒径的减小会导致液滴吸收率降低，使大量热辐射以透射的形式离开液滴；这部分透射辐射与反射辐射可被再次利用，统称为二次辐射；在透射环节，透射辐射总量随吸收系数、折射率或液滴粒径的减小均会增大；透射辐射的分布以顺投射方向占优。根据上述结果，给出了液滴吸收率、透射辐射定向辐射强度的经验关联式，该经验式与定义式计算结果主体偏差分别小于10%和15%;据此绘制了二次辐射数量与构成的...     

有限通道内热空气顺流掺混NaCl水溶液喷射闪蒸的数值模拟

为实现高浓度含盐废水的高效脱盐,开展了对有限通道内NaCl水溶液在喷射闪蒸和顺流掺混热空气共同作用下的蒸发性能研究。在实验研究的基础上,从该过程中过热度控制的非平衡蒸发到对流控制的平衡蒸发建立了贯通的数学物理模型,计算结果与实验结果的主体偏差小于5%。使用该模型在液滴群初始粒径为30～110μm、初始温度为120℃、初始盐质量分数为0～0.1、初始速度为20 m/s、掺混热空气速度为5～15 m/s、温度为100～200℃的范围内开展了数值模拟。结果表明：液滴群的温度、速度、粒径以及盐质量分数的分布均呈现雾羽边缘变化快、喷射轴线处变化慢的特点;随着喷射距离的增大,液滴群粒径、速度、温度的截面平均值均降低,而平均盐质量分数升高;液滴初始盐质量分数的增大对上述参数的沿程变化无明显影响。定义蒸发效率为给定喷射距离内液滴群总蒸发质量与初始质量之比,减小液滴初始粒径、提高掺混热空气温度的同时降低热空气流速是提高蒸发效率、强化液滴浓缩的有效途径。蒸发效率的半经验计算数值与模拟值主体误差小于±15%。该研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供一定的参考。