高湿度工业废气冷凝脱湿模型研究与数值模拟
更新时间：2009-04-17 14:08
来源：化工学报
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摘要：针对高湿度工业废气冷凝脱湿进行模型研究和数值模拟，引入分配系数α 表征雾状冷凝和膜状冷凝并存的权重．恒壁温冷凝管外混合气体在环形空间湍流冷却冷凝的温度分布、湿度分布及其梯度（传热传质推动力）分布的模拟结果显示，雾状冷凝的控制机理是冷壁面附近温度梯度与湿度梯度协同作用下传热传质产生的局部过饱和；膜状冷凝从冷壁面移出大量冷凝潜热，促使气相主体传热传质过程更迅速，脱湿效果更好．实际过程介于二者之间．ＤＡＰ尾气冷却冷凝现场实验传热传质数据，在水汽冷凝减量３４％ ～５７％ 的范围内，与α＝０．２的数值模拟结果相当吻合，验证了本文的模型与数值模拟．
关键词：工业废气；冷凝；脱湿；模型；数值模拟
尾气凝雾现象与脱湿过程，都与高湿度废气的冷凝密切相关．含大量不凝气的蒸汽冷凝问题广泛存在于化工与热工领域．其机理较复杂，工程上通常采用经验方程或根据实验数据进行保守设计［４］．数值模拟研究方面，主要是基于两相流质量、热量衡算和液相边界层或气液双边界层模型，在不考虑轴向扩散的假设下进行数值模拟［５～１１］． 所作的假设为气相主体温度等于蒸汽分压所对应的饱和温度、蒸汽分子由气膜扩散至气液界面而冷凝、冷凝热由液膜传给冷壁面．但实际上工业废气往往不饱和，且动力学过程中气相温度和水蒸气浓度明显非均匀，兼之含尘，温度低于露点值的气相区域均可能发生雾状冷凝， 例如上文指出ＤＡＰ 尾气形成“磷铵雨”的机理．因此掌握高湿度废气水蒸气冷凝的动力学特征是很必要的．
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