尿素水溶液雾化热分解特性的建模及模拟研究

作     者：周英贵 金保昇 ZHOU Yinggui;JIN Baosheng

作者机构：东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2012年第32卷第26期

页      面：37-42,144页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51076029)~~ 

主　　题：尿素水溶液 热分解 NH3 转化率 

摘      要：基于FLUENT平台对尿素水溶液（urea-water- solution，UWS）液滴的蒸发和热分解特性进行建模和数值模拟研究。对单个尿素水溶液液滴采用快速混合模型（rapid mixingmodel，RM）模拟液滴蒸发，并考虑运动和变化特性，对尿素水溶液液滴采用拉格朗日轨道模型跟踪；同时建立液滴的化学动力学模型，液滴与气相两相耦合之间考虑了动量、质量和热量，研究发现温度窗口对尿素热分解的重要性：对于给定溶液流量和液滴粒径，温度达到406K 时，液滴中的水几乎就蒸发完全，此时尿素开始逐步热分解，NH3的转化率随温度和停留时间的增加而增加，并在温度 650K以上达到比较好的热分解效果，当温度达到 700～735K 附近时，热分解转化率达到最大值，温度继续升高时，因高温空气的氧使得 NH3被氧化，浓度降低至零。另外，还将计算结果与试验测量数据进行了对比，以保证数值研究结论的可靠性。