激光与热丝点火对多组分液滴着火及燃烧的影响

采用挂滴方法,实验研究多组分单液滴的着火和燃烧特性,考察激光和热丝两种点火方式对液滴燃烧速率、火焰形貌及着火延迟时间的影响.实验结果表明,随着热丝点火时间增加,燃烧速率因液滴周围自然对流增强而加快.常重力下液滴火焰为包覆型火焰,火焰高度与液滴初始直径之比的最大值约为18.当t/t_b> 0.4时,尚处于热丝加热阶段的火焰高度比没有热丝加热的高约5D_o,比激光关闭后的火焰高度高5～10 D_o.与热丝点火相比,激光点火响应迅速,对液滴附近气体干扰小,是地面上比较理想的点火方式.固定激光脉冲时间,随着激光强度的增加,单液滴的着火延迟时间缩短.

二甲醚/液化石油气液滴超临界蒸发特性的数值模拟

引入相平衡理论建立了DME-LPG-N2三元气、液高压相平衡,获得了液滴表面各组分的物质的量分数.建立了混合液滴超临界蒸发的计算模型,计算了二甲醚(DME)/液化石油气(LPG)双燃料液滴的蒸发过程,考察了液滴的初始直径、初始组分、环境温度和环境压力对蒸发过程的影响.结果表明:环境压力、温度越大,环境介质(N2)在液滴中的溶解越明显;液滴初始直径越小,蒸发寿命越短;液滴中DME越多,亚临界蒸发过程中的液滴蒸发寿命越长,而超临界蒸发过程中液滴蒸发寿命越短;环境温度越高,液滴蒸发寿命越短;在研究的温度范围内,环境压力越高,在亚临界条件下液滴蒸发寿命越短,而在超临界条件下液滴蒸发寿命越长.

二甲醚/液化石油气双燃料液滴蒸发特性的数值研究

以单一组分液滴在静止环境中的蒸发模型为基础,建立多组分液滴蒸发的折算数学模型,并以二甲醚(DME)/液化石油气(LPG)双燃料液滴作为研究对象,对其亚临界蒸发过程进行了详细的模拟研究。获得了各组分在不同环境温度和环境压力下液滴蒸发的湿球温度,以及组分摩尔分数变化时双组分液滴湿球温度的变化情况。考察了液滴中组分的初始摩尔分数、液滴初始温度、环境温度和压力及混合规则对蒸发过程的影响,结果表明:相同环境条件下,混合物的湿球温度随DME摩尔分数的增大而升高;液滴初始质量相同时,DME初始摩尔分数越大,蒸发的时间越长;初始质量及组分初始浓度一样的多组分液滴,初始温度越接近湿球温度,蒸发时间越短;环境压力越高,液滴湿球温度越高,气体混合物扩散系数越小,液滴生存期内加热期所占的比例明显增加,蒸发时间较长;使用混合规则二,蒸发时间较长。

多组分颗粒轨道模型氨法脱硫过程仿真研究

将双膜理论、亨利定律、NH3与SO2间的化学反应通过自定义函数（UDF）的方法导入Fluent多组分液滴模型,计算氨法脱硫塔喷淋过程的脱硫效率。旋流烟气采用RNG k-ε模型,喷淋液滴采用颗粒轨道模型（discrete Particle model,DPM）,应用PISO算法对传质、流动过程进行压力-速度耦合的非稳定计算。计算结果显示：脱硫效率计算值与实验值误差在10%以内;随喷淋液气比增大、喷淋液温度及入口烟气中SO2浓度的降低,脱硫效率升高;喷淋液初始温度从40升高至50℃时,脱硫效率从91%迅速降至80%;在脱硫塔液气比较低时,增大液气比（0.5～1.8 L/m^3）能明显提高脱硫效率（65%～93%）;当进口SO2浓度从1 208升高到4 832 mg/m^3时,在塔高平面上,壁面与外塔中间区域的浓度差（300～1 050 mg/m^3）增大,不均匀性增强。Fluent传质反应模型能综合反映不同工况下脱硫塔运行状况,指导设备的优化设计。