NaCl水溶液喷射闪蒸-掺混蒸发的实验研究

作     者：杨越 张丹 郑巨淦 涂茂萍 杨庆忠 YANG Yue;ZHANG Dan;ZHENG Jugan;TU Maoping;YANG Qingzhong

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 天津商业大学机械工程学院天津300134 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年第74卷第8期

页      面：3279-3291页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51976162) 

主　　题：喷射闪蒸 蒸发 流体动力学 粒径分布 表面平均传热系数 多相流 

摘      要：喷射闪蒸与热空气掺混蒸发(FME)结合是实现含盐废水深度脱盐的有效方法之一。本文搭建了喷射闪蒸-横流掺混蒸发实验系统,结合PIV和Malvern激光粒度仪对FME流场中液滴群的运动、蒸发特性开展了实验研究。实验中掺混风温为104.7~145.3℃、风速为10~17 m·s^(-1);液侧液滴初始盐质量分数为0~0.15,温度为20.0~132.0℃,喷射压力为0.5~1.2 MPa。FME中喷射闪蒸主要影响雾化破碎区,而掺混蒸发主要影响蒸发区。液滴群初始粒径随喷射压力或质量分数的提高趋于均匀,而随液滴温度的升高先趋于均匀而后均匀性变差。气液间的动量和能量交换主要发生在蒸发区内的水平方向;定义液滴沿水平方向截面平均速度为FME特征速度,该特征速度随掺混距离的增大先陡增后缓增,而在相同掺混距离处,该特征速度随掺混风温、风速或喷射压力的增大而增大;液滴群的Sauter平均直径沿掺混方向不断减小;增加掺混风温、提高掺混风速、增大喷射压力是强化FME蒸发的有效手段。根据实验结果计算了液滴群表面平均传热系数,并给出了该传热系数的实验关联式。在本文研究范围内,其计算值与实验值的主体误差在±20%之内。