逆流式空气湿化器加湿性能的实验研究

为了详细研究HAT循环关键部件湿化器的加湿性能, 改进设计并搭建了适于利用激光PDA研究湿化器内部流场特性的逆流喷雾式空气湿化器实验系统。通过该实验系统测量了湿化器本身结构和喷雾场带来的总压损失。在不同进口气流温度、流量和相对湿度以及不同进口水温度和流量等工况下,测量湿化器内气流和水出口温度、水滴蒸发量、气流相对湿度沿湿化器高度的分布等,分析了进出口参数对湿化器加热、加湿性能的影响。设计加工了可以分开测量气相和液相温度的热电偶,并测量了湿化器几个位置的气相和液相的温度。研究发现较大的气液逆流速度有助于传热、传质,但会带来较大总压压损,且气流会带走大量小水滴进入回热器和燃烧室吸收高品质的热,从而降低系统效率。水温的升高和增大水气比有助于加热和加湿。在喷嘴出口,水、气有较大的温差。远离喷嘴后,水、气温差逐渐减小,且在某个位置水、气温度都会低于进口气温。