Izhlapevanje vodnih kapljic v prvi stopnji naprave za ultrazvočno razpršilno pirolizo

Abstract: The present work deals with numerical modelling of aerosol evaporation in the flow of carrier gas (N₂) in the 1^st stage of ultrasonic spray pyrolysis device. For that we have used so called Euler-Lagrange approach, where the gas phase is treated as a continuous phase by solving the Navier-Stokes equations, while the dispersed phase is treated as a number of discrete particles, which exchange energy, momentum and mass with the continuous phase. Results are presented for the temperature field of carrier gas and water vapor, as well as for the droplets’ diameter, temperature and evaporation time.

Key words: Evaporation, Numerical modelling, Euler-Lagrange approach, Water droplets.

Povzetek: Numerično smo modelirali proces izhlapevanja aerosola (generiranega iz vode) v toku nosilnega plina (N₂) v prvi stopnji naprave za ultrazvočno razpršilno pirolizo. Uporabili smo t.i. Euler-Lagrangeov pristop, ki obravnava plinsko fazo kot zvezno telo z reševanjem (v primeru turbulentnega toka časovno povprečenih) Navier-Stokesovih enačb, razpršeno fazo pa kot veliko število diskretnih delcev (mehurčkov, kapljic ali trdnih delcev), ki si z zvezno fazo izmenjujejo energijo, gibalno količino in/ali maso. Prikazani so rezultati za temperaturno polje nosilnega plina in aerosola, kakor tudi za premer, temperaturo ter čas izhlapevanja vodnih kapljic. Le ti kažejo, da je izhlapevanje najintenzivnejše v začetnem delu grelnega območja in da relativna vlažnost nosilnega plina nima pomembnega vpliva na sam proces izhlapevanja.

Ključne besede: Izhlapevanje, numerično modeliranje, Euler-Lagrange pristop, vodne kapljice.