单粒径喷雾干燥液滴预分散过程模拟与分析

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喷雾干燥是一种实用的微小粉末颗粒的制备技术,目前在各个领域都有广泛的应用。例如95%的奶粉都是采用喷雾干燥技术生产制备的。随着时间的推移,社会在前进,人们的要求在提高,喷雾干燥技术也在进步。人们希望喷雾干燥产品有更好的品质,而科研工作者更是希望能够更好地研究喷雾干燥条件下颗粒形成过程和机理。近年来开发的单粒径喷雾干燥设备便是研究喷雾干燥过程和颗粒形成机理的利器。和传统喷雾干燥相比,此技术一方面,将均一粒径雾化喷嘴引入到喷雾干燥塔中,这种可以产生粒径均一液滴的喷嘴在科研工作中是十分有帮助的。另一方面,使用布风板将整个塔体分为分散室和干燥室两个部分,颗粒在与热干燥介质接触前先经分散气体作用在上方分散室分散。而布风板有一个中间让液滴通过的大的孔洞,四周则均匀分布着孔径均一的小的空隙让热空气均匀进入下方干燥室。众所周知的,喷雾干燥塔中获取过程和产品实时动态数据是困难且昂贵的,而计算流体力学技术在预测干燥过程中已应用了许多年,所以我们这里采用计算流体力学软件ANSYS FLUENT做研究。实验发现,颗粒产品的干燥效果和液滴预分散的效果是紧密相关的。以前有许多人模拟了干燥室内这一部分,但没有人对液滴在布风板以上的部分液滴预分散的情况进行模拟。这篇文章中我们希望利用计算流体力学技术对布风板上的颗粒分布过程进行模拟和预测。在干燥方法模拟上,反应工程方法(REA)已被证明是一种有效的预测液滴干燥热力学的方法。我们希望通过模拟研究液滴在布风板之上的分散情况,为实际的生产操作提供一定参考,更期望我们的研究能在一定程度上为分散器、雾化器的设计提供参考。
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