多组分液滴对流蒸发过程的实验研究

发布时间：2017-09-26 23:09

  本文关键词：多组分液滴对流蒸发过程的实验研究

  更多相关文章： 液滴蒸发 脱硫废水 气流温度 气流速度 蒸发速率

【摘要】：脱硫废水喷雾蒸发处理属于一种高效环保的处理电厂脱硫废水的方法。通过雾化喷嘴将脱硫废水喷入空气预热器和除尘器之间的烟道内,高温烟气蒸发液滴,废水中的微米级固体颗粒随烟灰一起由除尘器捕捉,实现脱硫废水的零排放。但该方法应用在工程上存在诸多困难,无法直接观察喷雾液滴在烟道内的蒸发情况,废水液滴在烟气中的喷雾蒸发比较复杂。因此,研究液滴的蒸发特性具有十分重要的意义。本文研究单个液滴在气流中的蒸发特性,采用静止悬挂液滴的方法,基于相似理论设计、搭建了实验台。选取不同种类的液滴进行实验,从外界环境条件和液滴自身物性两方面探究液滴的蒸发,研究各因素对液滴蒸发的影响程度。实验结果表明:(1)在整个蒸发过程中,液滴的蒸发速率先逐渐增大,达到最大值后再逐渐减小直至蒸发结束。对于单组份液体,其沸点越高,液滴的平均蒸发系数越小,液滴蒸发完全所需的时间越长。液体的导热系数也是影响液滴蒸发的关键因素,液滴的存活时间随导热系数的升高而降低。(2)对比碱溶液、盐溶液和纯水液滴的蒸发过程,发现两组分水溶液液滴在蒸发末尾阶段的蒸发速率明显下降,不再满足D2-t定律,液滴的整个蒸发过程符合D2-t3定律。两组分水溶液液滴的蒸汽压低于纯水液滴,氢氧化钠溶液液滴的蒸汽压低于氯化镁溶液液滴,且氢氧化钠溶液的热容比氯化镁溶液的热容高。同一工况下,纯水液滴的蒸发最快,其次是氯化镁溶液,氢氧化钠溶液液滴蒸发最慢。气流温度和气流速度的增加都能促进液滴的蒸发,但升高气流温度能更加有效的加快液滴的蒸发速率,且升高气流温度对纯水液滴蒸发速率的提高更为明显。建立液滴的蒸发模型,推导出液滴直径平方与时间之间的关系式,计算纯水液滴的蒸发常数并与实验结果进行对比,理论值与实验值的偏差较小,且理论值的误差随气流温度和速度的升高而减小。(3)对于脱硫废水液滴,升高气流温度和速度都能显著提高液滴的蒸发速率,废水的浓度越高,脱硫废水表面的蒸汽压越低,液滴蒸发完全所需的时间越长。脱硫废水液滴的导热系数和蒸汽压均低于两组分水溶液液滴,工况相同时,脱硫废水液滴蒸发最慢,其次是氢氧化钠溶液和氯化镁溶液,纯水液滴的蒸发最快。
【关键词】：液滴蒸发 脱硫废水 气流温度 气流速度 蒸发速率
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 主要符号表8-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 液滴的蒸发机理10-12
• 1.2.1 液滴的蒸发模型10-11
• 1.2.2 液滴蒸发的实验方法11-12
• 1.3 国内外的研究现状12-19
• 1.3.1 国内的理论研究现状12-14
• 1.3.2 国内的实验研究现状14-15
• 1.3.3 国外的理论研究现状15-17
• 1.3.4 国外的实验研究现状17-18
• 1.3.5 国内外研究存在的问题18-19
• 1.4 本文的主要研究内容19-20
• 2 实验系统设计和实验方案20-28
• 2.1 概述20
• 2.2 实验系统设计20-27
• 2.2.1 实验系统的要求20-21
• 2.2.2 实验主体段的相似性设计21-24
• 2.2.3 实验系统组成部分24-27
• 2.3 实验方案27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 不同物性液滴的蒸发特性的实验研究28-48
• 3.1 概述28
• 3.2 实验结果分析28-46
• 3.2.1 沸点对液滴蒸发特性的影响29-33
• 3.2.2 气流温度对不同物性液滴蒸发特性的影响33-39
• 3.2.3 气流速度对不同物性液滴蒸发特性的影响39-44
• 3.2.4 理论推导计算44-46
• 3.3 本章小结46-48
• 4 脱硫废水液滴的蒸发特性的实验研究48-63
• 4.1 概述48-49
• 4.2 实验结果分析49-61
• 4.2.1 气流温度对脱硫废水液滴蒸发特性的影响49-53
• 4.2.2 气流速度对脱硫废水液滴蒸发特性的影响53-56
• 4.2.3 初始浓度对脱硫废水液滴蒸发的影响56-59
• 4.2.4 不同物性液滴的蒸发情况对比59-61
• 4.3 本章小结61-63
• 5 结论63-65
• 5.1 主要结论63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69

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本文编号：926248