摘要:为了解液态CO2释放过程中气–固两相射流分散和升华冷却特性,研究采用两阶段的方法,在第一阶段建立一个考虑干冰生成的源模型来预测伪源面参数,在第二阶段通过雷诺平均纳维-斯托克斯方程+离散相模型(Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations + Discrete Phase Model,RANS + DPM)方法模拟随后CO2气–固两相的射流分散,进而研究释放压力、液体质量分数和孔口尺寸对流场温度、速度、CO2浓度和干冰存活距离的影响。结果显示,采用Rosin-Rammler模型描述的干冰粒径分布可以很好地捕捉释放点附近温度的下降,特别是低于干冰的升华温度-78.5 ℃(0.101 MPa);随着释放压力的增加,干冰质量流量在4.4 MPa附近出现极大值,同时羽流温度冷却距离和浓度范围会先增加后减小;伪源面上的射流速度随着释放压力增加和液相质量分数的减少而逐渐增大,射流速度随着释放孔径的增大几乎不变;随着释放液相质量分数和孔径的增加,羽流温度冷却距离、CO2浓度距离和干冰生存距离均逐渐增大。
文章目录
0 引 言
1 仿真模型和方法
1.1 源模型
1.2 CO2气固射流分散模型
1.3 干冰颗粒升华模型
1.4 CO2热力学性质
1.5 计算域和边界条件
2 模拟结果和讨论
2.1 模型可靠性验证
2.2 源强度对伪源参数的影响
2.3 释放压力对羽流参数的影响
2.4 释放孔径对羽流参数的影响
2.5 释放液相质量分数对羽流参数的影响
3 结 论