低压环境下海水液滴蒸发模型研究

针对低压环境下的多种盐分组成的海水液滴(NaCl、MgCl_2、CaCl_2、KCl的质量分数分别为20.07%、1.29%、0.412%、0.399%)的蒸发过程进行了模型研究,模型将能量守恒方程和传质扩散方程进行耦合。通过模型计算,分析了液滴内组分含量和温度分布随时间的变化,获得了环境压力和环境温度对液滴温度变化的影响。结果表明,在蒸发过程中,液滴内部的各种盐含量升高过程不是成单一的线性增加的,在液滴的蒸发和内部盐含量扩散的共同作用下,盐含量表现出在先快速上升之后,逐渐下降继而又有所回升的趋势。液滴温度下降至最低温度后,也逐渐回升。并且环境压力越低,液滴温度下降越快,最低温度越低,温度回升越快。环境温度越高,液滴最低温度越高,温度回升越快。

降压环境下液滴在不同润湿性表面汽化过程实验研究

对降压环境下液滴在不同润湿性表面的汽化过程进行了实验研究,对比了在亲水和疏水表面上液滴汽化过程的无量纲尺寸变化,分析了环境压力和表面温度对亲水表面液滴汽化过程的影响。实验结果显示:降压过程中液滴在热表面的汽化过程经历四个阶段:初始状态、降压的快速汽化阶段、定接触线汽化阶段和快速收缩阶段。相同工况下,由于疏水表面的气泡数更多,抑制了液滴接触半径的收缩,液滴生存时间更长。在亲水表面上环境压力越低、表面温度越高,液滴汽化越剧烈,并且定接触线汽化阶段占整个汽化过程的比例越大。

低压环境下喷雾特征实验研究

对蒸馏水分别通过压力雾化喷嘴和直流喷嘴喷射到低压环境的喷雾过程进行了实验研究,分析了环境压力、工质温度、工质流量对压力雾化喷嘴喷雾锥角和直流喷嘴喷雾瞬态特征的影响。实验结果显示,当采用压力雾化喷嘴时,环境压力越低,工质初始温度越高,喷雾锥角越大;工质流量越大,工质冲转旋转叶片速度越快,喷雾锥角也越大。当采用直流喷嘴时,环境压力越低,工质温度越高,工质流量越大,液柱出现破碎所用的时间越短。直流喷嘴的喷雾现象表现为随时间生长的过程,喷雾形态经历了液柱—液柱破碎—液柱完全雾化的过程。工质温度、环境压力直接影响工质的过热度,来影响闪蒸的剧烈程度,从而改变喷雾形态。

低压环境下闪蒸喷雾冷却不同润湿性表面的实验研究

对低压环境下闪蒸喷雾冷却不同润湿性表面的实验现象和换热特性开展研究,结果显示:喷雾至亲水表面和光滑铜表面的汽化过程分为四个阶段,即液膜形成阶段、液膜剧烈汽化阶段、固定液膜接触线的汽化阶段和液膜界面收缩阶段。进而研究了表面润湿性、环境压力、工质温度对两种表面温度变化的影响。结果表明,表面温度随时间都呈下降的趋势;亲水表面润湿性较好,喷雾阶段表面温度下降较快;环境压力越低,液体汽化越剧烈,表面的最终平衡温度也越低,但在喷雾阶段存在最佳环境压力使冷却效果最好,本文实验条件下,最佳环境压力为1.9 kPa;工质初始温度对表面最终温度影响很小。