06:56 2021年12月04日
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托木斯克理工大学(TPU)的研究人员通过创建喷淋过程的完整数学描述来改进工业用喷淋方法,他们认为,获得的数据将有助于改进灭火技术以及石化工业中的许多流程。

结果发表在Powder Technology期刊上。托木斯克理工大学(TPU)的研究人员说,喷淋含水多组分混合物并随后蒸发是石化工业许多技术的重要组成部分。然而他们认为,目前这些系统效率低下,影响到产品的成本。

例如,在分离副产物的热处理室,大水滴来不及在一个工作周期内蒸发,大大降低了效率并增加了所耗费的时间。

据研究人员介绍,借助于特殊的液体喷淋条件,可以优化能源和资源消耗。在这种情况下,将不可能形成大液滴。TPU物理学家的最新研究确定了这一过程的确切数学参数。

"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。” TPU Butakov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。

据作者称,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3-5倍。使燃烧室、热质交换装置以及整个热电系统其它组件的尺寸优化成为可能。

TPU科学家认为,研究结果在环保能源领域也将能够发挥重要作用。 他们说,如今正在积极引入一个系统,该系统可以利用水和蒸汽捕获碳氢化合物燃烧产生的有害物质,防止其释放到大气中。

“我们已经确定了在空气动力作用下液滴的变形和破裂时间,并且首次考虑到毛细现象以及奥内佐格数和拉普拉斯数,找到了临界韦伯准数和临界雷诺准数的准确值,这使得可以用数学方法描述液滴的整个破碎过程,并对现有的喷淋方法进行调整。” 该研究的作者之一,TPU的客座研究员伊万·沃伊特科夫说。

科学家还说,新的实验数据非常准确,因为液滴的破碎首次在真实气流的动力作用下进行,为此使用了高达每秒100,000帧的频率拍摄。 ... 除了水以外,研究人员还分析了工业中使用的含水多组分混合物。

关键词
石油, 灭火, 技术, 俄罗斯, 托木斯克理工大学
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