Влияние концентрации угольной суспензии и температуры газовоздушной среды на процессы соударения капель жидкостей; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 335, № 7 - Исламова А. Г. Анастасия Гомильевна; Ткаченко П. П. Павел Петрович; Шуляев С. А. Станислав Антонович (2024, 2024)
Актуальность. Понимание механизмов взаимодействия капель жидкостей между собой важно для многих промышленно-технических приложений, связанных с решением ряда задач, например, шлакоудаление в высокотемпературной среде, получение компонентов нужной фракции в пищевой промышленности и др. Цель. Установление основных закономерностей взаимодействия капель суспензии в газовоздушной среде при варьировании температуры. Методы. При помощи теневой высокоскоростной видеосъемки определялись основные закономерности процессов бинарного столкновения капель суспензий. Приведены результаты экспериментальных исследований характеристик соударений капель водоугольных суспензий в газовоздушной среде при варьировании температуры среды от 90 до 120 °С. Параметры генерируемых капель: радиус 1,0–2,2 мм, скорость движения 0,5–2,0 м/с. Результаты и выводы. Выделены режимы соударения капель (коагуляция и разрушение), а также определены основные характеристики вторичных фрагментов. Построены карты режимов взаимодействия капель суспензий между собой при варьировании концентрации суспензии, температуры газовоздушной среды и времени нахождения капли-мишени в газовоздушной среде с повышенной температурой. Установлены условия коагуляции капель, а также их интенсивного вторичного измельчения с целью интенсификации их сушки, зажигания и горения в топках котлов. Определено, что повышение температуры газовоздушной среды приводит к существенному изменению размеров и свойств капель, а также к возникновению колебательных явлений. Обосновано, что процесс соударения капель суспензий в газовоздушной среде с повышенной температурой является сложным и многопараметрическим. Его характеристики зависят от совокупности факторов (поверхностного натяжения и вязкости жидкости, размера и формы капель, скорости их движения, плотности и вязкости газовоздушной среды). Получены математические выражения для описания границ режимов исследованных процессов.