高温气流中雾滴运动与蒸发耦合特性研究

"高温气流中单个雾滴运动与蒸发的耦合特性 (2009年) - 华中科技大学学报(自然科学版), 袁江涛, 金仁喜, 杨立" 这篇2009年的科研论文探讨了在高温气流环境中单个雾滴的运动和蒸发过程的耦合特性。研究者们建立了一个耦合数学模型，该模型考虑了雾滴在高温环境下的动态行为和蒸发现象，通过数值分析验证了模型和计算程序的准确性。他们发现雾滴在高温气流中的运动和蒸发过程可以分为三个主要阶段： 1. 瞬态升温阶段：当雾滴进入高温气流时，其表面迅速升温，这一阶段主要关注热传递速率。 2. 饱和蒸发阶段：随着温度的升高，雾滴开始快速蒸发，直到达到饱和状态，此时蒸发速率最大。 3. 稳定蒸发阶段：当雾滴表面温度与周围气流温度接近时，蒸发速率趋于稳定，形成一个平衡状态。 在研究影响因素时，论文指出： - 雾滴直径：雾滴的大小对其蒸发速度有显著影响。较小的雾滴具有更大的表面积，从而加速蒸发过程。 - 雾滴初始速度：尽管提高雾滴的初始速度可能会改变其在气流中的轨迹，但对蒸发速度的提升并不显著。 - 气流温度：更高的气流温度会增加雾滴的蒸发速率，因为这意味着更多的热量可用于蒸发。 - 气流速度：气流速度影响雾滴的动态行为，但具体影响取决于其他条件，如温度和雾滴直径。 此外，论文还强调了在不同温度气流中，雾滴的换热方式会有所差异。这可能涉及到对流、辐射和传导等不同传热机制的组合。这些发现对于理解热能传递、燃烧过程、气液两相流动以及某些工业应用（如喷雾冷却或喷雾燃烧）中的雾滴行为具有重要意义。 关键词：传热传质、高温气流、数值模拟、雾滴、运动、蒸发、耦合特性。 分类号：TK402，文献标识码：A，文章编号：1671-1512(2009)12•0092-04。 该研究为后续在相关领域的进一步研究提供了理论基础，并可能推动更高效的热量管理策略和技术的发展。