[实用新型]液滴发生装置

说明书

本实用新型公开了一种液滴发生装置，包括：本体，本体内限定有液相入口腔室、气相引流腔室和两相混合腔室，液相入口腔室和气相引流腔室间隔开且分别与两相混合腔室连通，本体设有与液相入口腔室连通的液相入口和与气相引流腔室连通的气相入口；射流管，射流管设在本体内，射流管的入口端与液相入口腔室连通，射流管的出口端与两相混合腔室连通，出口端的径向尺寸小于入口端的径向尺寸；喉管，其设在本体内，喉管的进口端与两相混合腔室连通，喉管的喷出端用于喷出介质。根据本实用新型的液滴发生装置，通过降低出口端位置的压力，从气相引流腔室引入介质，可以适用于气‑液两相流中生成液滴以及气‑固两相流中生成粉末，实现高效节能的引流方式。

技术领域

本实用新型涉及气液两相流热工水力学试验领域，具体地，涉及工业生产领域中液滴发生和喷雾技术，更具体地，涉及一种液滴发生装置。

背景技术

在能源电力、化工、宇航、高功率元器件制造和冷却以及新材料等行业中，常常需要进行气液两相流机理试验研究。例如流动沸腾换热，其传热系数通常比单相换热高出数十倍，是强化换热的主要方式，对各行业的生产运行具有重要意义。现代火电机组为提高发电效率而不断向高/超高参数发展，随着核电技术迅速发展，运行参数不断提高，针对高参数锅炉和反应堆堆芯，在高温高压条件下的传热特性研究对于电厂的经济性和安全性都具有非常重要的意义。其中液滴/蒸汽两相流动和传热问题是沸腾传热的主要研究课题之一，针对该问题的一个研究课题，临界热流密度作为沸腾传热的关键问题之一，临界热流密度是换热设备的换热表面必须监查的热工参数，对于各种依靠控制热流密度运行的换热表面，当热流密度超过临界热流密度时，传热系数急剧下降，壁温急剧飞升，可能会造成设备烧毁。临界热流密度发生的机理目前尚未完全清楚，其研究方法主要以试验研究为主。临界热流密度的主要机理模型有：液膜蒸干机理、近壁面气泡拥堵机理、微液层蒸干机理和界面分离机理。其中在液膜蒸干机理的作用下，液膜耗尽是液膜蒸发、主流液滴夹带和液滴沉降的综合结果。目前试验研究中大多采用测量含气量(空泡份额)的方法来获得液相的含量，或者在试验中通过可视化方法来测量液滴的大小和速度。针对该问题的另一个研究课题，在核电安全分析领域，沸腾传热的典型研究还包括反应堆大破口失水事故(反应堆的设计基准事故之一)中的再淹没现象。再淹没现象是反应堆在事故后将经历的重要阶段之一(喷放、再灌水、再淹没和长期冷却)。在喷放之后再淹没之前，由于堆芯裸露得不到充分的冷却，堆芯衰变热的释放导致燃料元件有熔化的危险，因此需要堆芯冷却系统提供足够的冷却剂，使得堆芯能够再淹没，从而导出堆芯热量。因此再淹没是导出堆芯余热、保证反应堆安全的重要阶段。而在再淹没阶段，膜态沸腾换热是先驱冷却换热的主要形式。在膜态沸腾过程中，在换热表面形成液膜和大量液滴，为堆芯提供先驱冷却。目前主要采用试验方法来研究其沸腾换热机理，获得各种单一现象的模型，如壁面与液膜换热、液滴和蒸汽相间换热、壁面和液滴辐射传热、壁面液滴沉降、液滴夹带等数据和模型，评估反应堆应急堆芯冷却系统的换热能力。

然而在现有试验研究中，通常依靠测量已经生成的夹带液滴的大小和速度，结合温度和热流密度等宏观参数来研究液滴和蒸汽相间传热，由于相间传热过程复杂且受到多种因素的影响，如液滴大小和速度、水和蒸汽流速、压力、入口水的过冷度、壁面温度和热功率等各参数影响，依靠试验中新生成的大量液滴难以控制变量以及获得单一因素作用的机制。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种结构简单、操作方便、可以适用于气-液两相流中生成液滴以及气-固两相流中生成粉末的液滴发生装置。