单液滴介观润湿行为理论模型与动态特征

为从介观尺度考察液滴在固体基面的铺展特性,基于格子玻尔兹曼方法(LBM),在D2Q9物理模型中,通过离散速度和作用力,建立单个液滴动态润湿二维模型;利用上述理论模型,结合解析解,验证模型准确性,进一步引入无量纲参数Bond数,表征重力与表面张力相对大小对液滴润湿轮廓的影响,定量分析气-液界面参数和壁面属性对接触角和铺展系数的影响特征。研究结果表明：终态接触角和铺展系数由固体基面固有润湿属性和表面力决定;势能和表面能的相互转化是液滴实现动态润湿的关键,介观尺度下液滴特征半径不大于25时,液滴越大,终态接触角越小,铺展系数越大,一旦超出区间临界值,终态接触角和铺展系数将趋于定值;固体基面属性越大,则亲水性越强,终态接触角越小,液滴越容易铺展;气-液界面属性的绝对值越大,则表面张力越小,铺展系数越大,润湿效果越好。     

喷雾过程液滴碰撞一聚合模型研究

对喷雾过程计算重要环节之一的液滴碰撞—聚合进行理论研究 ,建立液滴碰撞—聚合子模型。对一采用双喷嘴方案的喷雾过程进行三维数值模拟 ,说明液滴碰撞—聚合模型在喷雾过程计算时的重要作用     

废水液滴在低温烟气中的蒸发特性数值研究

建立了液滴在低温低速烟气中运动和蒸发的数学模型,数值研究了液滴在不同的烟气速度和烟气温度环境中的蒸发特性,获得了液滴速度、温度和直径随时间的变化规律,以及烟气速度和温度对液滴蒸发特性的影响。计算结果表明：气相速度越大,液滴初速度对液滴运动速度的影响越小,液滴速度越容易达到烟气速度。对于初始直径和速度一定的液滴,气液初始相对速度越大,液滴达到临界蒸发温度所需的时间越短,完全蒸发时间也越短。在文中研究的烟气速度范围内,整体上气相速度的改变对液滴完全蒸发时间的影响很小。气相温度的改变对液滴达到临界蒸发温度的时间以及完全蒸发时间的影响很大。烟气从较高温度和较低温度分别下降相同幅度的温度时,液滴在烟气中的完全蒸发时间按不同的倍数在增加,烟气温度越低,液滴完全蒸发时间增加的越多。对于文中研究的液滴,无量纲完全蒸发时间随烟气温度变化呈指数递减规律。     

喷泉产生的细菌气溶胶空间分布特性

为阐明喷泉产生的细菌气溶胶空间分布特性,利用大肠杆菌NK5449作为试验菌株,通过喷泉喷洒试验,使用安德森六级空气采样器采集喷泉周围空间的细菌气溶胶,研究各级细菌气溶胶的浓度和粒径分布特征和变化规律,并分析其与液滴直径的相关性.结果表明,在高度0.75~1.75 m,距离喷头0.5~3 m的范围内,细菌气溶胶总浓度在(38±15)~(676±92)CFU·m-3之间,并随着高度的增加和与喷头之间水平距离的增大而逐渐降低,且与液滴直径呈显著负相关(P0.05);随着与喷头水平距离的增大,粒径大于4.7μm的细菌气溶胶粒子所占比例出现先降后升的变化趋势;而粒径在2.1~4.7μm之间的粒子所占比例则是先升后降.与喷头水平距离0.5 m以外的各点,细菌气溶胶粒子的粒径大都集中在1.1~4.7μm范围内.距离喷泉较远处的人吸入小粒径细菌气溶胶的风险不容忽视.     

水滴撞击常温与过热炭化纸面动态过程试验研究

为了加深对水喷雾或细水雾灭A类火灾过程中涉及的表面冷却现象的认识,从而加强消防安全灭火机理及安全工程技术科学研究,试验研究了水滴撞击正常和过热纸张表面的现象,并探讨了表面过热炭化现象对固液接触润湿性、液滴飞溅、蒸发和铺展直径的影响.选取水滴为液滴,初始水滴直径为(2.4±0.1) mm,水滴撞击速度从1.4 m/s到2.8 m/s不等.试验选用复印纸和档案纸两种纸张.结果 表明:在过热炭化的档案纸表面出现了一些蒸汽气泡,即气化芯;水滴发生飞溅的临界条件受炭化特性的影响较大.此外,将试验结果与液滴撞击的流体力学特征Roisman模型预测结果进行比较,大部分数据相对吻合.     

矿井机电硐室排热风流与喷淋液滴热湿传递研究

为了解决矿井机电硐室热害问题,基于局部排热降温方案,研究风流与喷淋液滴热湿传递规律,通过引入体积换热系数,建立两相流热湿传递模型,并推导单个液滴粒径演变方程。利用上述理论关系,结合试验数据,开展数值仿真,量化液滴粒径及速度、水气比、风速和相对湿度对热湿传递的影响。研究结果显示,体积换热系数是空气流速、液滴粒径及速度和水气比的函数;减小液滴粒径不仅可以有效增大气液接触面积,还可以增大体积对流换热系数,但也加快了气液相对速度的衰减,减弱了两相掺混强度,进而引起体积换热系数迅速衰减,影响热湿传递进程和速率;存在临界粒径,使得液滴-空气在减湿冷却过程中气液终态温湿度趋于一致。基于工程背景,得到在排热风温为50℃,喷水初温为25℃条件下,临界液滴粒径为243μm,喷水室临界尺寸为0.6 m时,可使风温降低10℃。研究结果可为矿井机电硐室降温提供重要理论依据。     

烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间

对于烟气脱硫喷淋塔中的雾化浆液液滴在塔内的运动以及停留时间进行了分析计算。给出了液滴下落速度随时间的变化；计算了单个液滴及浆液总体的停留时间。结果表明，对于粒径为dp=1．3～3．0mm的单个液滴，停留时间为t=3．0～1．3s；雾化液滴尺寸分布对总体停留时间影响显著；合适的雾化液滴尺寸应为dp=0．7～1．5mm。     

喷雾液滴在容器气流中的运动分析与计算

对喷零干燥脱硫中液滴在具有气流的竖直容器内的运动情况进行了分析，提出了有关的计算式。为烟气净化，喷零干燥脱硫容器和其他类似容器的设计提供了较为科学的计算依据。     

喷雾液滴在容器气流中的运动分析与计算

对喷雾干燥脱硫中液滴在具有气流的竖立容器内的运动情况进行了分析，提出了有关计算式，为喷雾干燥脱硫容器和其他类似容器的设计提供了较为科学的计算依据。     

W/O乳化油液水滴在驻波场中的运动仿真

从驻波场强迫振动下乳化液中水滴的受力分析出发,建立了驻波场下液滴运动速度模型,利用Matlab仿真分析了水滴在驻波场中的运动规律,同时,分析了水滴位置、水滴粒径与驻波频率对水滴速度的影响。仿真结果表明:水滴具有向波节运动的趋势,其初始位置与波节距离越远,到达波节的时间就越长;半波长范围内,水滴运动速度呈正弦分布;水滴粒径越大,波动越明显,波动时间越长。