Тема: Исследование процесса испарения капли с учетом наличия в ней твердой фазы

Объектом исследования является (ются) сферическая капля, летящая в потоке.
Цель работы – моделирование процесса диффузии и теплопроводности в капле с
твердыми включениями с учетом испарения.
В процессе исследования проводились численные исследования диффузии при
различных режимах испарения.
В результате исследования разработана математическая модель, проведена
численная реализация процессов теплопереносав капле с твёрдыми включениями,
проанализирована зависимость параметров на протекание процесса.
Степень внедрения: пробная эксплуатация предварительных расчетов.
Область применения: распылительная сушка, испарительное охлаждение, сжигание
углеводородного топлива, работа газотурбинных генераторов.
Экономическая эффективность/значимость работы интенсификация процессов,
выбор оптимальных режимов работы.
В будущем планируется экспериментальная проверка полученных результатов, на её
основе, разработка оборудования.

Введение
В последние несколько лет задача об испарении капель привлекла к
себе значительное внимание в связи с новыми приложениями. Речь идёт о
приготовлении ультрачистых поверхностей, о кристаллографии протеинов,
об изучении растяжения молекул ДНК и о методе изображений ДНК, о
развитии методов струйной печати [1]. Исследование гетерофазных
мелкодисперсных сред, таких как аэрозоли, суспензии, представляют
значительный интерес как с точки зрения развития новых технологий, так и с
точки зрения изучения аномальных физических явлений. Во многих областях
науки и техники, таких, как химия, медицина, физика атмосферы,
теплотехника, энергетика используются капельные аэрозоли[2, 3]. Но прежде
чем описывать процесс роста и испарения аэрозоля как коллектива частиц,
необходимо выяснить, как проходит процесс испарения или роста единичной
капли в заданных условиях внешней среды. В данной работе
рассматривается задача об испарении капли с твердыми включениями, при
этом проводится анализ роста и образования корки, учтена зависимость
коэффициента диффузии от массовой доли растворенного вещества в капле.
Основной целью данной работы является исследование процесса
диффузии в капле с твёрдыми включениями при испарении, влияния
параметров на массовую долю раствора и толщину плёнки, а также анализ
процесса образования и роста корки при испарении. Испарение капель
диспергированной жидкости в газовых средах является базовой операцией во
многих современных технологиях, таких, как распылительная сушка,
испарительное охлаждение, сжигание углеводородного топлива, работа
газотурбинных генераторов. В последние годы изучение закономерностей
тепломассообмена капель жидкости с окружающей средой привлекает
исследователей в плане научного обоснования методов интенсификации
таких процессов и выбора оптимальных режимов.
Купить