新喷淋方法可改进石油加工及消防技术
来源：科技日报 2021-06-09 08:41:17
俄罗斯托木斯克理工大学通过创建喷淋过程的完整数学描述来改进工业用喷淋技术，这有助于改进灭火技术以及石化工业中的许多流程。相关研究结果发表在《粉体技术》期刊上。
托木斯克理工大学的研究人员认为，喷淋含水多组分混合物及随后蒸发是石化工业领域许多技术的重要组成部分，然而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。研究人员确定了这一过程的准确数学参数。
托木斯克理工大学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，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。他称，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至5倍，使燃烧室、热质交换装置以及整个热电系统其他组件的尺寸优化成为可能。
研究人员认为，上述研究结果在环保能源领域也将能够发挥重要作用。目前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。
该研究的作者之一、托木斯克理工大学客座研究员伊万·沃伊特科夫说，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。他还说，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100000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。
（稿件来源：俄罗斯卫星通讯社 整编：本报驻俄罗斯记者董映璧）
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