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第1章 射流气动旋流雾化原理1

1.1横向射流气动雾化2

1.1.1横向射流气动雾化简介2

1.1.2横向射流运动轨迹和穿透深度数学模型3

1.1.3横向射流气动雾化破碎机制7

1.2气液传质过程及其强化方法9

1.2.1气液传质理论9

1.2.2气液传质过程强化方法14

1.3射流气动旋流雾化的提出16

参考文献17

第2章 水力喷射空气旋流器压降特性及其压力场模拟21

2.1实验装置与测试方法22

2.1.1实验装置与WSA结构22

2.1.2测试方法23

2.2气相压降数值模拟24

2.2.1数学模型的选择24

2.2.2数值模拟条件24

2.2.3网格无关性验证25

2.2.4数学模型验证25

2.3气相压降特性和液相含率26

2.4液相流型特性28

2.5气相压降数学模型29

2.5.1量纲分析29

2.5.2经验公式的拟合30

2.6压力场数值模拟结果31

2.6.1各个截面的压力分布规律31

2.6.2各个截面的湍动能分布规律33

2.6.3耦合空间环隙区域压力场分布规律34

本章小结37

参考文献37

第3章 射流气动旋流雾化的流型39

3.1流型观察系统构建及测试方法40

3.1.1WSA装置与实验流程40

3.1.2 WSA液相射流流型观察41

3.1.3 WSA有效比相界面积a的测定42

3.2射流流型演变过程的观察43

3.3射流流型转化图45

3.4不同流态下气-液传质有效比相界面积a的变化46

本章小结47

参考文献48

第4章 射流气动旋流雾化的气液传质特性49

4.1实验测试系统构建及方法51

4.1.1实验装置与WSA结构51

4.1.2实验流程52

4.1.3有效相界面积a、液膜传质系数kL和增强因子E的计算53

4.2液相无微粒时WSA的传质性能54

4.2.1传质系数量纲分析54

4.2.2传质系数经验公式的拟合54

4.2.3进口气速对a、kL和kLa的影响55

4.2.4液体喷射速度对a、kL和kLa的影响56

4.2.5 WSA中气-液传质机理探讨57

4.3微粒对WSA气液传质强化的影响58

4.3.1气液传质强化微粒的筛选58

4.3.2固含率对a、 kL、 kLa和E的影响59

4.3.3固体微粒在不同进口气速下对a、kL、 kLa和E的影响60

4.3.4固体微粒在不同液体喷射速度下对a、kL、kLa和E的影响61

4.3.5微粒强化射-旋流体系气液传质机理探讨62

本章小结64

参考文献65

第5章 射流气动旋流雾化过程模拟及雾化机理68

5.1数值模拟几何模型与边界条件69

5.1.1几何模型69

5.1.2数学模型70

5.1.3边界条件70

5.1.4网格划分及无关性验证70

5.2雾化液滴尺寸测试系统与方法71

5.3气相压降突变特性数值模拟72

5.3.1 WSA气相压降与液相回流比模拟值与实验值对比72

5.3.2 WSA的压降特性及其特征值72

5.4 WSA中射流的雾化过程及其机理分析74

5.5不同压降区域比传质面积变化规律77

5.6雾化液滴尺寸变化规律78

本章小结79

参考文献79

第6章 水力喷射空气旋流器的结构优化81

6.1理论分析82

6.1.1喷孔排列方式及射流与空气旋流场相互作用分析82

6.1.2临界喷孔间距的定义及其计算方法83

6.1.3废水脱氮传质系数计算84

6.2 WSA结构优化实验设计及测试方法86

6.2.1实验装置86

6.2.2 WSA结构优化实验设计及取值87

6.2.3脱氮实验流程91

6.2.4 WSA分离空间结构数值模拟91

6.3喷孔排列方式优化93

6.4喷孔间距优化96

6.5喷孔直径优化98

6.5.1量纲分析99

6.5.2实验数据拟合99

6.5.3喷孔直径对脱氮传质系数KLa的影响100

6.5.4喷孔直径设计取值讨论101

6.6排气管直径和深度优化103

6.6.1排气管直径对传质系数和气相压降影响103

6.6.2排气管深度对传质系数和气相压降影响106

6.6.3排气管直径和深度优化取值讨论108

6.7分离空间结构优化110

6.7.1分离空间结构对WSA内气液传质性能的影响110

6.7.2分离空间结构对WSA内部气相压降的影响113

6.7.3分离空间结构对射-旋流耦合状态的影响113

6.7.4分离空间结构对WSA中切向速度分布的影响115

6.7.5分离空间结构对WSA中轴向速度分布的影响116

6.7.6分离空间结构对WSA中径向速度分布的影响118

6.7.7分离空间结构对WSA耦合场内湍动能的影响119

6.7.8分离空间结构对WSA有效比相界面积的影响119

6.8进气口位置和底部挡板结构优化120

6.8.1进气口位置对传质效率和气相压降的影响120

6.8.2底部挡板结构对传质效率和气相压降的影响123

6.8.3底部挡板结构对回流比的影响127

本章小结128

参考文献129

第7章 射流气动旋流雾化用于烟气脱硫及其过程机理133

7.1实验体系构建及实验流程134

7.1.1实验装置与WSA结构134

7.1.2实验流程135

7.2过程参数对脱硫率的影响规律136

7.2.1回流比的影响136

7.2.2进口气速的影响137

7.2.3液体喷射速度的影响138

7.2.4吸收剂中Ca（OH）2浓度的影响138

7.2.5烟气中SO2进口浓度的影响139

7.3 WSA湿法脱硫过程中的传质机理140

7.3.1湿法烟气脱硫的物理化学过程140

7.3.2 WSA中湿法烟气脱硫传质过程分析141

本章小结145

参考文献146

第8章 射流气动旋流雾化用于含铬废水处理147

8.1理论分析148

8.1.1 SO2还原法处理含铬废水反应过程分析148

8.1.2 SO2还原含铬废水的传质吸收过程分析150

8.2实验体系构建及测试方法151

8.2.1实验装置151

8.2.2实验过程与方法151

8.3废水初始pH的影响153

8.4液相射流速度的影响155

8.5 SO2浓度的影响156

8.6废水中初始Cr（Ⅵ）浓度的影响157

8.7 SO2还原含铬废水处理工艺对比158

本章小结160

参考文献160

第9章 射流气动旋流雾化强化废水脱氮除磷162

9.1实验装置及测试方法164

9.1.1水力喷射空气旋流器的设计164

9.1.2水力喷射空气旋流器脱氮除磷实验系统165

9.1.3高浓度氨氮废水脱氮实验流程166

9.1.4厌氧消化猪场废水样品166

9.1.5猪场废水沉淀吸附平衡脱除氮、磷和COD实验166

9.1.6猪场废水同时脱除氮、磷和COD实验流程167

9.1.7废水吹脱脱氨氮率和体积传质系数的计算167

9.2射流气动旋流雾化脱氮效果168

9.2.1氨氮废水初始浓度对脱氮效果的影响168

9.2.2液相射流流速的影响170

9.2.3空气流量的影响170

9.2.4液相温度的影响172

9.2.5 WSA与传统吹脱氮设备综合对比173

9.3射流气动旋流雾化用于猪场废水脱氮除磷效果174

9.3.1平衡实验去除NH3-N、 TP和COD效果和机理174

9.3.2 Ca（OH）2用量对在WSA中同时去除NH3-N、 TP和COD效果的影响177

9.3.3进口气速对同时去除NH3-N、 TP和COD的影响178

9.3.4悬浮浆液射流流速对同时去除NH3-N、 TP和COD的影响180

9.3.5沉降过程对同时去除NH3-N、 TP和COD的影响182

本章小结183

参考文献184

第10章 射流气动旋流雾化除尘186

10.1实验体系构建及测试方法187

10.1.1细颗粒物样品187

10.1.2实验装置188

10.1.3实验过程与方法190

10.1.4 WSA总除尘率的计算191

10.2射流气动旋流雾化除尘规律191

10.2.1粉尘初始浓度对除尘率的影响191

10.2.2液相射流流速对除尘率的影响192

10.2.3进口气速对除尘率的影响193

10.2.4除尘率与操作参数之间数学关系模型194

10.2.5粉尘脱除前后粒径分布变化规律195

10.3润湿剂强化射流气动旋流雾化除尘效果196

10.3.1润湿剂水溶液的表面张力分析196

10.3.2不同润湿剂对粉煤灰去除率的影响197

10.3.3细颗粒物捕集前后粒径变化规律201

10.3.4细颗粒物捕集前后形貌特性变化规律201

本章小结202

参考文献203