氨水在气体辅助雾化喷嘴内特性的数值模拟开题报告
2020-06-11 22:46:17
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.1课题背景本课题是研究氨水在气体辅助雾化喷嘴中的数值模拟[1],目前氨水的应用广泛,主要有锅炉尾部烟道喷氨水脱硫、氨水液相催化脱硫喷射再生工业、辅助雾化氨喷雾相变冷却换热等等。
由于喷嘴尺寸比较小,流动复杂程度高,很难准确预测喷嘴的特性,随着科学技术的发展[2],国内外数值模拟的研究主要集中在离心式喷嘴进行是按测试了离心式喷嘴主要研究工作条件和几何结构对雾化特性的影响。
1.2喷雾降温技术喷雾降温是基于直接蒸发冷却原理的新技术形式。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
建立了氨水在气体辅助雾化喷嘴内特性的数值模型实现了氨水在气体辅助雾化喷嘴内的参数化建模;以换热量、工质质量流量、空气速度和雾化角为评价指标,得到了各结构参数对氨水在气体辅助雾化喷嘴相变冷却的影响规律,并用综合平衡的方法确定最优的参数组合,为氨水喷雾相变冷却的设计和改进提供有价值的参考。
空气进口速度(m/s) 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 扩展半角 27.5 30 32.5 35 37.5 40 42.5 质量流量(kg/s) 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 相对速度(m/s) 95 100 105 110 115 120 125 本文模拟的控制方程有: 1) 连续性方程对于不可压缩流体,其连续性方程可表示为 (1) 其中 是流体密度,t 2) 动量守恒方程对于任何流动系统,都必须满足n-s方程: (2) 3) 能量守恒方程能量守恒方程是含有能量或者说是热量交换的系统所必须满足的基本方程,本文中主要研究氨水的喷淋冷却效果,不考虑它的化学反应动力学过程,因此化学反应热不予讨论。
其能量守恒方程为: (3) 4) 湍流方程(rng k-ε)在该模拟过程中,流体的运动是湍流,所以整个流动过程必须遵守湍流方程: (4) (5)