季璨，刘志刚，吕明明

(齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院能源研究所，山东 济南 250014)

余热发电是水泥、钢铁等传统高耗能行业提升能源利用率、减少碳排放的重要措施。在众多余热发电技术中，闪蒸余热发电因系统简单、操作方便、可充分利用低品位热能等优势而受到广泛关注[1-3]。闪蒸余热发电最常用的形式为喷雾闪蒸，利用内部含有双S型旋流片的喷嘴等典型喷嘴结构将高温液体雾化并喷射至低压闪蒸罐中，发生快速汽化现象。值得注意的是，在高温液体流经喷嘴过程中，随着压力降低，当局部压力低于液体温度对应的饱和压力时，少部分液体在喷嘴内部就会发生闪蒸，生成蒸汽。喷嘴内部闪蒸过程将显著影响雾化效果，进而影响闪蒸效率及系统经济性。因此，研究喷嘴内部闪蒸流动与相变特性，对于进一步提高闪蒸余热发电系统效率，助推高耗能行业节能减排具有实际意义。

Oza等[4]最早明确了喷嘴内部闪蒸和外部闪蒸两种模式，但并未给出喷嘴内部具体流态。Serras-Pereira等[5]观测了三种燃料在内径0.5 mm的内燃机多孔喷嘴内的空化、闪蒸及初级破碎现象，并指出研究喷嘴内部闪蒸的必要性。Günther等[6]分析了直径0.9 mm的喷嘴毛细管内的闪蒸现象及其对喷雾特性的影响，发现过热度越高液滴尺寸越小，但文献并未对不同工况下内部两相流流型进行详细描述。Li等[7]、Zhang等[8]、Wu等[9-11]对宽2 mm的二维喷嘴展开实验研究，探索燃料性质、过热度、喷嘴形状等对喷嘴内部气泡生成和外部射流破碎的影响，然而二维实验结果存在较大的局限性。……