高爐煤氣噴霧降溫系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、液體的霧化被廣泛應用于能源動力、化工、農業(yè)和環(huán)境工程當中。關于噴霧降溫的研究主要集中于消防領域或者農業(yè)領域“常溫”狀況下降溫效果的研究，對于水霧在高溫情況下的降溫效果的研究還不多見。對用于噴霧的噴嘴的研究也主要集中在內燃機及航空航天領域霧化燃料所用的噴嘴，而對以水為霧化介質的雙流體噴嘴的研究相對較少。
　　 本文簡要介紹了液體的霧化機理，以單個液滴為對象分析了其在穩(wěn)定氣流中的破碎模式；依據斐克(Fick)定律建立了單個液滴蒸發(fā)時

2、的質擴散數學表達式，并推導出了液滴蒸發(fā)時質擴散速率的基本方程；根據液滴在蒸發(fā)過程中所展現的特點，將液滴與空氣的熱質交換過程分為了兩個階段：非穩(wěn)態(tài)階段和穩(wěn)態(tài)階段。通過分析發(fā)現在非穩(wěn)態(tài)階段液滴質量的改變可以忽略，只需要考慮液滴與空氣的顯熱交換，而在穩(wěn)態(tài)階段液滴的溫度不再發(fā)生任何變化，只是靠從空氣中吸收的熱量來實現液滴的蒸發(fā)；從理論上分析了液滴蒸發(fā)所需要的時間；在分析液滴在相對靜止的介質中汽化時以分子擴散理論為依據，應用球對稱模型分析了其能量

3、變化關系；應用有效薄膜理論，對液滴在相對運動的強迫對流介質中汽化時的傳熱傳質問題進行了分析，并在此基礎上對液滴汽化時的能量轉化關系進行了理論分析。在研究了液態(tài)工質霧化的機理和幾種液態(tài)工質霧化器原理的基礎上，結合衡量霧化質量的主要指標和影響因素，應用數值分析的方式詳細地探討了噴嘴結構以及工作運行參數對噴嘴霧化效果和流量特性的影響；結合噴嘴的設計原則以及實際設計經驗，給出了內混式氣動霧化噴嘴的計算方法；通過分析噴嘴內芯的結構，得到了不同的噴

4、嘴內芯結構對噴霧效果的不同影響。采用數值分析方法，利用軟件對煤氣管道內的噴霧兩相流場進行了數值模擬計算，并得到了以下結論：影響煤氣管道內空間溫度分布的主要因素有高溫氣體量以及高溫氣體的溫度、噴霧量以及空間位置等；并在大量模擬計算的基礎上，擬合了冷卻管道內任意點的溫度與上述幾個獨立變量及空間位置的經驗公式；結合該經驗公式以及現場的實際情況設計出噴霧降溫系統(tǒng)的控制部分，以實現根據溫度精確控制冷卻水流量的目標。
　　 本文的研究成果將