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有限通道内热空气顺流掺混NaCl水溶液喷射闪蒸的数值模拟

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西安交通大学学报 2023年第2期57卷 173-183页

作者：郑巨淦张丹袁洋王一笑杨庆忠西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 天津商业大学机械工程学院天津300134

为实现高浓度含盐废水的高效脱盐,开展了对有限通道内NaCl水溶液在喷射闪蒸和顺流掺混热空气共同作用下的蒸发性能研究。在实验研究的基础上,从该过程中过热度控制的非平衡蒸发到对流控制的平衡蒸发建立了贯通的数学物理模型,计算结果... 详细信息

为实现高浓度含盐废水的高效脱盐,开展了对有限通道内NaCl水溶液在喷射闪蒸和顺流掺混热空气共同作用下的蒸发性能研究。在实验研究的基础上,从该过程中过热度控制的非平衡蒸发到对流控制的平衡蒸发建立了贯通的数学物理模型,计算结果与实验结果的主体偏差小于5%。使用该模型在液滴群初始粒径为30~110μm、初始温度为120℃、初始盐质量分数为0~0.1、初始速度为20 m/s、掺混热空气速度为5~15 m/s、温度为100~200℃的范围内开展了数值模拟。结果表明:液滴群的温度、速度、粒径以及盐质量分数的分布均呈现雾羽边缘变化快、喷射轴线处变化慢的特点;随着喷射距离的增大,液滴群粒径、速度、温度的截面平均值均降低,而平均盐质量分数升高;液滴初始盐质量分数的增大对上述参数的沿程变化无明显影响。定义蒸发效率为给定喷射距离内液滴群总蒸发质量与初始质量之比,减小液滴初始粒径、提高掺混热空气温度的同时降低热空气流速是提高蒸发效率、强化液滴浓缩的有效途径。蒸发效率的半经验计算数值与模拟值主体误差小于±15%。该研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供一定的参考。

关键词：喷射闪蒸顺流掺混有限通道雾羽流场蒸发效率

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基于液滴分析的高温高压流体喷射闪蒸模型研究

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原子能科学技术 2021年第9期55卷 1709-1720页

作者：蔡本安李石磊郭民承王海军东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012 中广核研究院有限公司广东深圳518031 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

为加深对核电站一回路冷却剂泄漏相关的高参数流体喷射闪蒸特性的理解,本文采用模型计算的方法对高温高压流体喷射闪蒸热力学特性进行研究。本文模型综合考虑了液滴运动、液滴传热传质及液滴物性变化,计算分析了液滴温度分布、闪蒸效率... 详细信息

为加深对核电站一回路冷却剂泄漏相关的高参数流体喷射闪蒸特性的理解,本文采用模型计算的方法对高温高压流体喷射闪蒸热力学特性进行研究。本文模型综合考虑了液滴运动、液滴传热传质及液滴物性变化,计算分析了液滴温度分布、闪蒸效率及喷射闪蒸强度的变化。研究结果表明:提高过热度可有效降低液滴完成闪蒸所需的距离,并在大范围内提高闪蒸效率;减小液滴尺寸会导致同一位置处的液滴无量纲温度明显降低;流速变化主要影响液滴温度的空间分布,对液滴温度的时间分布几乎无影响;流速增大导致一定空间内的闪蒸效率降低;相比液滴尺寸变化对无量纲温度分布的影响,改变液滴尺寸对闪蒸效率的影响程度相对较小;液滴尺寸及过热度对喷射闪蒸强度的影响有个转折点,流速增加导致转折距离相应增大。

关键词：喷射闪蒸数学模型高温高压闪蒸效率喷射闪蒸强度

NaCl水溶液喷射闪蒸-掺混蒸发的实验研究

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化工学报 2023年第8期74卷 3279-3291页

作者：杨越张丹郑巨淦涂茂萍杨庆忠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

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℃... 详细信息

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。

关键词：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

准饱和NaCl水溶液喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)中析晶过程的研究

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 20-31页

作者：郑巨淦张丹杨越杨庆忠袁洋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

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初... 详细信息

含盐废水在有限通道内的喷射闪蒸–掺混蒸发(FME)是实现深度脱盐的有效途径之一。本文以准饱和NaCl水溶液为工质,在实验研究的基础上围绕FME中液滴群的运动、蒸发、析晶过程建立了完整的计算模型。据此在液滴群初始粒径为20~200μm、初始温度为100~120℃、初始盐质量分数为0.26、初始速度为20 m·s^(-1),掺混热空气速度为15 m·s^(-1)、温度为100~300℃,喷射角0?~90°的范围内对FME流场开展了数值模拟。结果表明:在喷射角从顺流掺混的0°增大至横流掺混的90°的过程中,晶体析出位置逐渐由喷射轴线处移至雾羽流场上部,使得析出晶体易于分离;随着喷射角、过热度或掺混风温的增加,液滴群的截面平均盐结晶质量分数增加,而平均粒径与析晶距离均减小。为衡量析晶效果,定义完全析晶效率为给定距离内液滴群结晶盐质量流量与喷嘴入口盐溶液所含溶解盐质量流量之比。结果指出:增加喷射角度或掺混风温是提高完全析晶效率的有效手段。提出了该完全析晶效率的半经验计算式,其计算值与模拟值的主体误差在±35%之内。本文研究结果可为工业脱盐装置的设计和运行提供技术支撑。

关键词：喷射闪蒸掺混蒸发析晶过程数值模拟

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喷射闪蒸节能技术在我厂脱碳工艺中的应用

中氮肥 1995年第3期 30-34页

作者：程嘉理齐鲁石化公司第一化肥厂

喷射闪蒸节能技术在我厂脱碳工艺中的应用程嘉理（齐鲁石化公司第一化肥厂山东淄博市，２５５４３６）在合成氨生产工艺中，从工艺气中脱除二氧化碳是一个重要工序，脱碳过程的能耗占总能耗的１０％左右。因而，降低脱碳过程的能耗是目... 详细信息

喷射闪蒸节能技术在我厂脱碳工艺中的应用程嘉理（齐鲁石化公司第一化肥厂山东淄博市，２５５４３６）在合成氨生产工艺中，从工艺气中脱除二氧化碳是一个重要工序，脱碳过程的能耗占总能耗的１０％左右。因而，降低脱碳过程的能耗是目前国内外致力研究的方向。同时也是氨...

关键词：合成氨生产脱碳节能喷射闪蒸

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喷射闪蒸在国内热钾碱法脱碳工艺中的应用

化肥工业 1990年第4期17卷 7-10,62页

作者：朱世勇南化公司研究院

本文介绍了在国内中型氨厂的热钾碱法脱CO_2工艺中,首先开发应用喷射闪蒸的节能技术。该技术是使再生后的热溶液,经过一闪蒸槽,槽上面有3台喷射器,通入35～55×10~4帕的动力蒸汽,抽吸溶液闪蒸的蒸汽,压缩后进入再生塔作汽提蒸汽用。闪... 详细信息

本文介绍了在国内中型氨厂的热钾碱法脱CO_2工艺中,首先开发应用喷射闪蒸的节能技术。该技术是使再生后的热溶液,经过一闪蒸槽,槽上面有3台喷射器,通入35～55×10~4帕的动力蒸汽,抽吸溶液闪蒸的蒸汽,压缩后进入再生塔作汽提蒸汽用。闪蒸槽上面的气相压力为1～2×10~4帕,进出闪蒸槽的溶液温度差为8～12℃、节能约17%,投资在半年内可回收。

关键词：合成氨原料气脱碳喷射闪蒸