【技术实现步骤摘要】
一种喷雾蒸发两相流过程的相似模化方法
[0001]本专利技术属于多相流组织领域,尤其是一种喷雾蒸发两相流过程的相似模化方法。
技术介绍
[0002]工业领域存在大量的高温高压等复杂气液两相流过程,如化工行业的喷淋加湿、航空发动机射流预冷等,液体工质以喷雾的形式喷入到气流中进行掺混蒸发,进而降低主气流温度,气液两相流过程组织的好坏直接影响气液两相间的换热效率,进而影响工业设备及工艺过程的性能与安全。实验研究是认识气液两相流动传热机制与规律的基础。然而,工业过程的高温、高压或者高速环境条件给气液两相流过程的实验研究带来很大困难,常规实验室条件难以复现实际过程的高温、高压等环境,并且在接近实际工况条件下开展实验也会造成很高的成本代价以及一定的安全风险,同时也存在测试的困难,这些问题制约了对气液两相流过程的深入认识以及组织技术的发展。基于相似理论的模化方法是研究复杂过程的有效手段,但目前的相似理论方法多针对单相流体的流动传热过程,对于气液两相流过程的相似理论研究仍不成熟。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种喷雾蒸发两相流过程的相似模化方法,其特征在于,包括以下步骤:1)根据实际过程气流的温度和速度条件、喷嘴雾化液滴的索太尔粒径和速度,计算出原型气流的雷诺数施密特数雾化液滴的斯托克斯数和努塞尔数采用液体工质和气流进行掺混来实现对原型气液两相流过程的模拟,其中,所述液体工质的沸点低于原型气液两相流中液相的沸点,所述气流的温度低于原型气液两相流中气相的温度;根据尺寸缩放比例,按照几何相似确定模化过程两相流混合段几何尺寸,即模型尺寸;2)根据原型与模型两种条件下的气流施密特数比值r
Sc
,确定模型气流的施密特数3)根据气流的温度与施密特数之间的对应关系,确定模型中气流的温度;4)基于原型与模型两种条件下的气流雷诺数相等,结合模型几何尺寸,确定模型中气流的速度;5)基于原型与模型两种条件下的斯托克斯数的比值r
St
,确定模型中喷雾液滴的直径;6)根据原型与模型两种条件下的努塞尔数的比值r
Nu
,确定模型中喷雾液滴的初始速度7)根据原型与模型两种条件下喷雾液滴数流率、喷雾锥角、喷雾液滴初始速度和雾化液滴群粒径分布相同的原则,确定模化喷嘴雾化特性,完成喷嘴选型。2.根据权利要求1中的喷雾蒸发两相流过程的相似模化方法,其特征在于,原型气流的雷诺数施密特数雾化液滴的斯托克斯数和努塞尔数分别为:分别为:分别为:分别为:分别为:式中:分别是原型中气流和液相的密度;是原型中气流速度;是原型中液滴垂直于气流方向的初始速度;为原型气流的动力粘性系数;D
p
为原型管道的水力直径,为原型液滴的二元扩散系数。3.根据权利要求2中的喷雾蒸发两相流过程的相似模化方法,其特征在于,步骤4)中模型中气...
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