单组分液滴在快速降压环境下传热传质过程研究
2021-09-14杜小泽韦佳吟吴江波
西华大学学报(自然科学版) 2021年5期
关键词:模型
杜小泽,韦佳吟,吴江波
(兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃 兰州 730050)
液滴的相变过程涉及物性的变化和气液界面的移动,是复杂的多相传热传质问题。目前所见文献大多是对碳氢燃料液滴在高温环境下的蒸发,以及含有易挥发性成分的液滴在常压环境下的蒸发的研究。费舒波等[1]研究了单组分机油液滴在高温高压环境下的蒸发过程,分析了异辛烷和长链烷烃的蒸发异同及其影响因素对体积膨胀的影响,包括环境压力、环境温度、液滴初始半径等。部分学者针对燃料液滴从亚临界到超临界的蒸发和转变过程,以及转变所需时间和压力、环境温度、初始液滴直径等因素的变化进行研究[2]。对于低压环境下燃料液滴的蒸发过程也有学者推导出液滴直径随时间变化的理论模型,并通过实验分析了环境压力对液滴汽化和蒸发的双重影响[3]。此外,Chen等[4]认为在液氢液滴蒸发过程中,存在一个临界半径使得辐射热和传导热相等,且随着液滴半径的减小辐射热所占比例也逐渐减小,传导热所占比例增大。Rybdylova 等[5]构建了考虑再循环时液滴中组分质量扩散规律的新模型,使用FLUENT 软件绘制了乙醇和丙酮液滴的温度、表面质量分数的变化及液滴沿其径向的变化,将结果与之前开发的模型预测结果比对显示误差较小,故新模型可应用于更多实际场合。
液滴在降压环境下的蒸发过程即闪蒸过程,是指饱和液滴的环境压力突然降低,导致部分显热以汽化潜热的形式被吸收,使得液滴剧烈相变成为蒸气。……
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