Испарение неоднородных капель жидкостей в условиях интенсивного нагрева

Разработка новых и модернизация использующихся в настоящее время высокотемпературных технологий сводится к решению задач интенсификации физико-химических и тепломассобменных процессов. Среди них можно выделить технологии создания теплоносителей на базе дымовых газов, капель и паров воды; термической и огневой очистки жидкостей; полидисперсного пожаротушения; сжигания суспензионных, жидких и эмульсионных топлив; очистки теплонагруженных поверхностей. В технологических процессах нередко используются неоднородные жидкости, например, неочищенная от растворенных и нерастворенных в ней примесей вода, огнетушащие составы с добавками, топлива на водной основе и др. Исследования процессов нагрева и испарения таких неоднородных капель жидкостей крайне важны. Большое количество промышленных производств сопровождается выработкой технологических и сточных вод (промстоков), в состав которых входят ухудшающие экологическую обстановку вещества: гликоли, амины, метанол, газовый конденсат, сероводород и различные соли. Очистка промстоков, как правило, осуществляется выпариванием (концентрирование примесей), сушкой (распыление жидкости в газовоздушной среде и дымовых газах), термическим окислением (выжигание горючих примесей). Перечисленные методы реализуются при взаимодействии распылённого потока жидкости и высокотемпературных газов (воздуха, продуктов сгорания топлив, газовых смесей). Определяющую роль играют процессы прогрева и испарения капель таких неоднородных капель. Исследования процессов прогрева и испарения капель в пламенной зоне при доминировании конвективного и радиационного теплообмена важны в развитии топливных технологий на основе водных суспензий, эмульсий и технологий полидисперсного пожаротушения. Это обусловлено существенным влиянием процессов прогрева и испарения на эффективность зажигания и горения капель таких топлив и, как следствие, на концентрации антропогенных газовых выбросов, в частности, СОх, NOх, SOх и др. Для эффективного управления этими процессами необходимо контролировать состав распыляемых жидкостей. Для многокомпонентных спреев довольно сложно прогнозировать состав струй и отдельных капель. Соответственно, затруднительно предсказывать характеристики испарения соответствующих спреев в технологических установках. Это сдерживает развитие технологий и оптимизацию размеров данных установок.