液气组合雾化传递过程的多相流流动研究
近年来，随着航空航天、汽车、机械、冶金、化工等领域的快速发展，对金属粉末原材料的需求急剧增加，这极大地促进了金属粉末制备技术的发展，新的粉末生产方法不断出现，粉末向着品种多样化、高产、质优价廉方向发展，生产过程则向着低能耗、环保的方向发展。
雾化法是重要的传统粉末制备技术，前人就双流雾化技术做了很多改进，开发出一系列新的雾化方法。液气组合雾化法是将传统的气雾化和水雾化法相结合，由于雾化过程涉及气-液、液-液多相流间的传递现象，目前，还不能就此现象给出满意的解释。本文利用数值模拟的方法，基于前人对气雾化制粉过程的模拟经验，针对水-空气-模拟钢液多相间的传递现象与相间作用，通过建立Euler均相多相流模型，分别在不同的实验条件下对液气组合雾化中的多相流传递过程进行数值模拟求解，并对模拟结果进行了分析。首先，对冷态流场进行数值模拟，并将数值模拟结果与实验结果进行对比;然后模拟研究了不同水流入射夹角度和入射速度下的多相流流场及其对雾化效果的影响;最后得到有利于雾化操作的最佳水流入射夹角。本文的研究成果主要有四个方面:
(1)根据液气组合雾化装置，建立了能够正确表达气-液多相流流动过程的几何模型;根据多相流间的相互作用，选用Euler均相多相流模型模拟该过程，湍流由(k)-ε模型来描述并考虑修正浮力影响;壁面的影响由Scalable壁函数修正;
(2)通过模拟结果与实验结果的对比表明:几何和数值模型模拟液气组合雾化装置内部多相流流场的流动规律是可行的;
(3)通过对比不同水流入射夹角下空气流速和负压区域的大小，得到使该液气组合雾化过程达到最佳效果的水流入射夹角为45-50°之间;
(4)液气组合雾化过程中，水流入射夹角决定了抽吸压力是否存在正值，若不存在正值，则雾化操作能正常进行。且负压区域大，有利于雾化操作达到最佳效果。
液气组合雾化;多相流流动;数值模拟;制备技术
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
张建文
2012
中文
TQ027.32;TQ021.1
86
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）