[发明专利]一种喷雾消热装置的长度确定方法

权利要求书

1.一种喷雾消热装置的长度确定方法，其特征在于，喷雾消热装置包括进风口、出风口、进水管、集水槽、排水口、导流板、喷嘴、箱体、挡水板；进风口位于箱体前端，出风口位于箱体后端，导流板与连通进水管的喷嘴位于箱体前部，挡水板位于箱体后部，集水槽位于挡水板下方，排水口位于集水槽一端；喷嘴之前形成进风段，喷嘴与挡水板之间形成喷雾段，挡水板之后形成出风段；使含尘热气流从进风口进入消热装置，在导流板的作用下，实现均流，随后进入箱体，与喷嘴喷出的雾化液滴进行直接接触换热，根据进水管进水温度的不同，消热装置可对风流进行减湿冷却和蒸发冷却，同时喷雾段又能对含尘气流实现降尘的功能，最后风流经润湿后的挡水板流出，完成整个净化消热过程，水流从集水槽的排水口排出；所述方法包括：通过公式(1)和公式(2)确定喷雾消热装置喷雾段的临界长度L，进而通过公式(3)确定出喷雾消热装置的结构长度，

L＝f(u,u_d,G_w/G_a,T_a,T_w,d_a,D)                      (1)

T_a-T_w≥0.5                             (2)

L_总＝L₁+L₂+L                            (3)

在式(1)、(2)和式(3)中，L是喷雾消热装置喷雾段的临界长度，m；u为主流空气的流速，即连续相速度，m/s；u_d为分散相液滴的速度，m/s；G_w/G_a为水气质量流量比；T_a、T_w分别为空气、液滴温度，℃；d_a为空气含湿量，kg/kg；D为液滴平均粒径，m；L_总为喷雾消热装置的长度，m；L₁为装置进风段长度，L₂为装置出风段长度，m，根据装置的外形设计，取固定值。

2.根据权利要求1所述的喷雾消热装置的长度确定方法，其特征在于：式(1)是将公式(4)、(5)、(6)、(7)在数值仿真软件中依次进行迭代计算所得到的，

在式(4)、(5)、(6)和式(7)中，G_a为空气质量通量，kg/(m²·s)；T_a为空气温度，℃；T_w为液滴温度，℃；d_a为空气含湿量，kg/kg；d_sa为分饱和边界层含湿量，kg/kg；h_v为体积对流换热系数，kW/(m³·℃)；h_mv为体积对流传质系数，kg/(m³·s)；c_p为空气定压比热容，kJ/(kg·℃)，取固定值c_p＝1.01kJ/(kg·℃)；c_pw为水的定压比热容，kJ/(kg·℃)，取固定值c_pw＝4.18kJ/(kg·℃)；r为水的汽化潜热，kJ/kg；h_m为对流传质系数，kg/(m²·s)；G_w为水流质量通量，kg/(m²·s)；ρ_w为水的密度，kg/m³，取固定值ρ_w＝1000kg/m³。

3.根据权利要求1或2所述的喷雾消热装置的长度确定方法，其特征在于，通过公式(1)和公式(2)确定喷雾消热装置喷雾段的临界长度L包括如下步骤：

(1)根据工程实际，确定喷水初温与入口空气热工参数，包括处理风量G_a、箱体断面积、入口空气温度T_a、空气含湿量d_a、喷水初温即液滴温度T_w的初始值，计算出主流空气的流速u、分散相液滴的速度u_d；

(2)确定喷雾段空气的热湿处理过程属于减湿冷却还是蒸发冷却；

(3)给水气质量流量比G_w/G_a依次赋值为0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8；

(4)针对每一个水气质量流量比，给液滴初始粒径D进行赋值，依次赋值为440um、640um、840um；

(5)通过公式(1)，计算沿喷雾段长度空气温度T_a与液滴温度T_w的差值，当T_a-T_w≥0.5时认为空气与液滴达到换热极限，记录该位置长度；

(6)计算空气与液滴达到换热极限时的空气温降；

(7)绘制喷雾段临界长度L与水气质量流量比、液滴粒径的关系图；

(8)根据实际的水气质量流量比、液滴粒径确定喷雾段临界长度L。