電場(chǎng)下液滴變形和聚結(jié)行為的數(shù)值模擬.pdf

1、目前濕式煙氣脫硫采用的除霧器對(duì)平均粒徑大于20μm的液滴脫除效率高，而對(duì)粒徑小于20μm的微小液滴脫除效果并不理想，且近幾年，國(guó)家對(duì)環(huán)保及節(jié)能提出更高要求，研發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的氣-液兩相分離技術(shù)，是提高氣－液分離設(shè)備對(duì)微小粒徑液滴脫除效率的關(guān)鍵。靜電聚結(jié)，該技術(shù)作為一種環(huán)保、節(jié)能、高效的分離技術(shù)已在液-液兩相分離中得到了寬泛運(yùn)用，而在氣-液兩相分離中的應(yīng)用較為少見(jiàn)，因此研究電場(chǎng)下作用下氣-液兩相流場(chǎng)中的液滴變形和聚結(jié)行為，不僅完善了氣-液兩

2、相中液滴靜電聚結(jié)的理論，而且對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)在靜電聚結(jié)領(lǐng)域和氣-液分離技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步具有深遠(yuǎn)而又重大的理論和實(shí)際意義。
　　本文采用基于Cahn-Hilliard方程的相場(chǎng)方法將電場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行耦合，建立耦合場(chǎng)作用下單個(gè)液滴的變形和雙液滴聚結(jié)的數(shù)值模型，研究分析液滴在變形和聚結(jié)的過(guò)程中，兩相流速、電場(chǎng)強(qiáng)度、液滴界面張力、液滴粒徑等因素對(duì)分散相液滴變形和聚結(jié)行為的影響。
　　本文通過(guò)對(duì)電場(chǎng)作用下單個(gè)液滴變形行為的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)

3、：在流場(chǎng)單一作用下，當(dāng)兩相流速低于0.7m/s，液滴粒徑越大，液滴變形度越大；當(dāng)兩相流速在0.71m/s~20.06m/s之間，14μm粒徑液滴變形度最大，10μm粒徑液滴次之，18μm粒徑液滴最??；當(dāng)兩相流速大于20.07m/s，液滴粒徑越大，液滴變形度越??；在電場(chǎng)和流場(chǎng)耦合作用下，液滴變形度隨兩相流速、電場(chǎng)強(qiáng)度增大而增大，隨液滴粒徑、界面張力增大而減小。
　　通過(guò)對(duì)電場(chǎng)作用下雙液滴聚結(jié)行為的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)：在流場(chǎng)和電場(chǎng)耦合的

4、作用下，液滴的行為分為聚結(jié)，聚結(jié)后破裂和不聚結(jié)三種行為；在較低的流速下，當(dāng)施加的電場(chǎng)強(qiáng)度低于臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，液滴對(duì)相互靠近，接觸直至聚結(jié)，并且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，液滴對(duì)靠近速率加快，液滴對(duì)聚結(jié)時(shí)間縮短；當(dāng)施加的電場(chǎng)強(qiáng)度高于臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，液滴對(duì)相互靠近，接觸，并在接觸后又破裂；在較高的流速下，液滴不易發(fā)生聚結(jié)。在電場(chǎng)和流場(chǎng)耦合作用下，液滴的聚結(jié)時(shí)間隨著液滴粒徑，兩相流速的減小而減少，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度，液滴界面張力的增大而減少。
　　本文借助數(shù)