液滴撞击单丝铺展特性的数值研究

作     者：黄斌 丰生杰 傅程 张威 HUANG Bin;FENG Shengjie;FU Cheng;ZHANG Wei

作者机构：重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331 东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2024年第75卷第6期

页      面：2233-2242页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：中石油创新基金项目(2023DQ02-0203) 重庆市自然科学基金创新发展联合基金项目(2022NSCQ-LZX0205)。 

主　　题：液滴 碰撞 铺展因子 铺展机制 数值模拟 

摘      要：液滴撞击单丝现象在石油与天然气处理过程中广泛存在,研究液滴撞击单丝的铺展特性对于提高化工设备的热质传递效率有重要意义。基于VOF方法建立液滴撞击单丝的数值模型,系统研究了初始速度、初始直径、撞击偏心距、撞击角度对液滴铺展因子的影响。结果表明,增加初始速度能加快铺展因子增长速率并延长其最大铺展因子的保持时间。减小液滴的初始直径显示出更高的铺展因子;缩短撞击偏心距有助于液滴的更充分铺展,控制在0.2R以内时铺展效果最佳;减小撞击角度也可促进液滴更充分地铺展,其中铺展因子曲线在不同撞击角度下存在一个铺展转换点。此外液膜中心与两侧压差驱动液滴快速铺展,直至达到最大铺展长度后停止。研究结果可为含有丝网填料的化工设备的优化设计提供理论参考。