排风流与喷淋液滴的流动及传热特性研究

为研究矿井排风与喷淋液滴的对流传热过程,构建了喷淋扩散塔模型,通过CFD对喷淋液滴流动及传热过程进行仿真。首先,分析了扩散塔中连续相、离散相速度场;随后,以单液滴运移过程为基础,结合理论公式,得到了液滴所受单位质量曳力、Nu模拟值及理论值;最后,针对液滴群传热过程,分析了液滴运移轨迹、温度变化规律及传热热流量。结果表明:排风在出口内轮廓线边角处达到最大速度时,风吹损失的液滴从出口内轮廓线边角处逃逸;上喷液滴的Nu模拟值及理论值变化规律相似,两者相互验证,表现为在上升阶段随高度增加而减小,下降阶段出现振荡趋势;当液滴粒径小于0.8 mm时,传热主要受粒径影响,当液滴粒径超过0.8 mm时,传热受粒径和喷淋速度两者共同影响;考虑风吹水损率、捕集液滴温度标准偏差及传热热流量,液气速度比0.5,液滴粒径1.2 mm,热回收效果最好。