1.1课题背景

随着我国经济的日益发展和人民生活水平的不断提高，能源消费日益增大，环境污染日益恶化；而人们环境保护意识的不断增强以及对改善环境的呼声，促使政府加大力度以强制性政策来引导能源消费结构向洁净和节能型能源转变。受以上因素的影响，燃油作为高效清洁的能源，越来越受到企业的青睐，使燃油锅炉得到了很大的发展。燃油锅炉加热器的作用是将锅炉燃烧用的燃油加热到适当温度以达到良好雾化的热交换器，雾化过程与本课题十分相似。雾化研究是一个经典课题，喷嘴提供能量克服液体的表面张力和粘性力，使液体射流分散为细小的液滴，增大了比表面积，提高了传热传质效率^[1]。

1.2 平口喷嘴雾化模型

平口喷嘴是最常见也是最简单的一种雾化器^[2]。但对于其内部或外部的流动流动机制却很复杂。液体在喷嘴内部得到加速，然后喷出，形成液滴。这个看似简单的过程实际却很复杂。平口喷嘴可分为三个不同的工作区：单相区、空穴区以及回流区。不同工作区的转变是个突然的过程，并且产生截然不同的喷雾状态。喷嘴内部区域决定了流体在喷嘴处的速度、初始颗粒尺寸以及液滴分散角^[3-4]。

1.3 雾化模型和计算方法

随着CFD技术的发展^[5]，对雾化过程进行数值仿真已成为一种重要的新兴研究方法^[6]。本文选用fluent软件提供的平口喷嘴雾化模型，其模型的建立主要是基于平口喷嘴内的空化现象，不同的空化状态决定了射流的初始速度、液滴尺寸及雾化角等喷雾特性^[7]。

1.4喷嘴的应用^[8-9]

热电厂

烟气脱硫除尘、冷却塔喷淋、气体冷却、水塔冷却、烟气洗涤、冷凝器清洗、消防灭火、设备除垢、污水处理等^[10-11]

化工行业