新噴淋方法可改進石油加工及消防技術
2021-09-06 10:00:55
俄羅斯托木斯克理工大學通過創建噴淋過程的完整數學描述來改進工業用噴淋技術，這有助於改進滅火技術以及石化工業中的許多流程。相關研究結果發表在《粉體技術》期刊上。
托木斯克理工大學的研究人員認為，噴淋含水多組分混合物及隨後蒸發是石化工業領域許多技術的重要組成部分，然而目前這些系統效率低下，影響到產品的成本。例如，在分離副產物的熱處理室，大水滴來不及在一個工作週期內蒸發，大大降低了效率並增加了所耗費的時間。據研究人員介紹，借助於特殊的液體噴淋條件，可以優化能源和資源消耗。在這種情況下，將不可能形成大液滴。研究人員確定了這一過程的準確數學參數。
托木斯克理工大学科学与教育中心教授、物理和数学博士帕维尔·斯特里扎克介绍说，粉碎液滴、乳剂、溶液和悬浮液可以使蒸发表面成倍增加，这种效果可以通过改变喷雾器的设计和位置来实现，利用该效果可以提高许多系统的效率，从消防到利用水蒸气热能。他称，获得的数据有助于显著提高内燃机和锅炉炉膛的热功率，并使热交换系统中的热吸收提高到原来的3至5倍，使燃烧室、热质交换装置以及整个热电系统其他组件的尺寸优化成为可能。2h2d
研究人員認為，上述研究結果在環保能源領域也將能夠發揮重要作用。目前正在積極引入一個系統，該系統可以利用水和蒸汽捕獲碳氫化合物燃燒產生的有害物質，防止其釋放到大氣中。
該研究的作者之一、托木斯克理工大學客座研究員伊万·沃伊特科夫說，已經確定了在空氣動力作用下液滴的變形和破裂時間，並且首次考慮到毛細現像以及奧內佐格數和拉普拉斯數，找到了臨界韋伯準數和臨界雷諾準數的準確值，這使得可以用數學方法描述液滴的整個破碎過程，並對現有的噴淋方法進行調整。他還說，新的實驗數據非常準確，因為液滴的破碎首次在真實氣流的動力作用下進行，為此使用了高達每秒100000幀的頻率拍攝。除了水以外，研究人員還分析了工業中使用的含水多組分混合物。
