13:54 2021年12月02日
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托木斯克理工大學(TPU)的研究人員通過創建噴淋過程的完整數學描述來改進工業用噴淋方法,他們認為,獲得的數據將有助於改進滅火技術以及石化工業中的許多流程。

結果發表在Powder Technology期刊上。托木斯克理工大學(TPU)的研究人員說,噴淋含水多組分混合物並隨後蒸發是石化工業許多技術的重要組成部分。然而他們認為,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。TPU物理學家的最新研究確定了這一過程的確切數學參數。

"粉碎液滴、乳劑、溶液和懸浮液可以使蒸發表面成倍增加,這種效果可以通過改變噴霧器的設計和位置來實現,利用該效果可以提高許多系統的效率,從消防到利用水蒸氣熱能。」 TPU Butakov科學與教育中心教授,物理和數學博士帕維爾·斯特里扎克介紹說。

據作者稱,獲得的數據有助於顯著提高內燃機和鍋爐爐膛的熱功率,並使熱交換系統中的熱吸收提高到原來的3-5倍。使燃燒室、熱質交換裝置以及整個熱電系統其它組件的尺寸優化成為可能。

TPU科學家認為,研究結果在環保能源領域也將能夠發揮重要作用。 他們說,如今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。

「我們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象以及奧內佐格數和拉普拉斯數,找到了臨界韋伯准數和臨界雷諾准數的準確值,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。」 該研究的作者之一,TPU的客座研究員伊萬·沃伊特科夫說。

科學家還說,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100,000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。

關鍵詞
石油, 滅火, 技術, 俄羅斯, 托木斯克理工大學
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