高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究

摘要

喷雾蒸发冷却技术在钢厂转炉和电炉烟气处理工程中有广泛的应用,对于喷雾蒸发机理的研究是建立在单个水滴蒸发的研究基础之上的。本文依据简化的工况,考虑了水滴内部环流、蒸发过程中的变物性、Stefan流,建立了单水滴蒸发的非等温模型,研究了对流环境下高温气体中水滴的蒸发特性,获得了不同环境温度、水滴初始条件下水滴半径和温度等参数的变化规律。研究发现,水滴的蒸发过程存在快速加热和稳态蒸发两个阶段;初始直径对瞬态阶段的影响较大,而对稳态阶段影响不大;水滴越大,滑移速度对蒸发的影响也越大。对喷雾水滴蒸发特性的数值模拟,为进一步研究液滴群在高温烟气中的蒸发提供了更可靠的方法。