Вышедшие номера
Высокотемпературное испарение капель воды с твердыми нерастворимыми примесями
Министерство науки и высшего образования РФ , Мегагранты, 075-15- 2024-620
Шахрай М.С.1,2, Антонов Д.В.1,2, Стрижак П.А.1,2, Сажин С.С.1,2,3
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
3School of Architecture, Technology and Engineering, Advanced Engineering Centre, University of Brighton, Brighton, U.K.
Email: dva14@tpu.ru
Поступила в редакцию: 13 сентября 2024 г.
В окончательной редакции: 11 октября 2024 г.
Принята к печати: 11 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 26 февраля 2025 г.

Представлены результаты моделирования характеристик высокотемпературного испарения капель воды с твердыми нерастворимыми примесями. Изучена динамика изменения радиусов капель и их температуры при испарении в разогретой газовой среде в диапазонах размеров от 10 до 100 μm и температур газовой среды от 500 до 1100 K. Показано, что при увеличении относительной массовой концентрации твердых нерастворимых примесей в составе капель воды скорость их испарения возрастает по степенному закону. Установлено, что при относительной массовой концентрации твердых нерастворимых примесей в диапазоне от 5 до 8% в составе капель воды, их радиусах от 10 до 100 μm и температуре газовой среды от 500 до 1100 K время их выпаривания изменяется от 0.1 до 0.36 s, что соответствует условиям распыления технологических и сточных вод в нагревательных камерах. Ключевые слова: капля, испарение, твердые нерастворимые примеси, нагрев, термическая очистка.
  1. Т.А. Карюхина, И.Н. Чурбанова, Химия воды и микробиология (Стройиздат, М., 1983), с. 123
  2. A. Zahoor, G. Mao, X. Jia, X. Xiao, J.L. Chen, Environ. Sci.: Adv., 1 (2), 92 (2022). DOI: 10.1039/D2VA00002D
  3. J.A.C. Castellar, A. Torrens, G. Buttiglieri, H. Monclus, C.A. Arias, P.N. Carvalho, A. Galvao, J. Comas, J. Clean. Prod., 340, 130660 (2022). DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.130660
  4. В.А. Никашина, Сорбционные и хроматографические процессы, 19 (3), 289 (2019). DOI: 10.17308/sorpchrom.2019.19/746
  5. D. Ghazi, Z. Rasheed, E. Yousif, Arch. Org. Inorg. Chem. Sci., 3 (3), 344 (2018). DOI: 10.32474/AOICS.2018.03.000161
  6. A. Kizgin, D. Schmidt, A. Joss, J. Hollender, E. Morgenroth, C. Kienle, M. Langer, J. Environ. Manage., 347, 119001 (2023). DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.119001
  7. Д.В. Антонов, Р.С. Волков, М.В. Пискунов, П.А. Стрижак, Письма в ЖТФ, 42 (5), 49 (2016). [D.V. Antonov, R.S. Volkov, M.V. Piskunov, P.A. Strizhak, Tech. Phys. Lett., 42 (3), 248 (2016). DOI: 10.1134/S1063785016030032]
  8. Д.Л. Дубовец, Экология на предприятии, N 5 (143), 27 (2023)
  9. В.С. Валиев, Д.В. Иванов, Р.Р. Шагидуллин, Рос. журн. прикладной экологии, N 4, 52 (2020). DOI: 10.24411/2411-7374-2020-10034
  10. А.П. Гуськов, Письма в ЖТФ, 47 (11), 10 (2021). DOI: 10.21883/PJTF.2021.11.50999.18613 [A.P. Gus'kov, Tech. Phys. Lett., 47, 553 (2021). DOI: 10.1134/S1063785021060080]
  11. V. Balaram, L. Copia, U.S. Kumar, J. Miller, S. Chidambaram, Geosyst. Geoenviron., 2 (4), 100210 (2023). DOI: 10.1016/j.geogeo.2023.100210
  12. S.S. Sazhin, O. Rybdylova, A.S. Pannala, S. Somavarapu, S.K. Zaripov, Int. J. Heat Mass Transfer, 122, 451 (2018). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.01.094
  13. D.V. Antonov, G.V. Kuznetsov, P.A. Strizhak, Appl. Therm. Eng., 195, 117190 (2021). DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117190
  14. C.L. Yaws, Yaws' handbook of thermodynamic and physical properties of chemical compounds (Knovel, 2003)
  15. B. Abramzon, W.A. Sirignano, Int. Commun. Heat Mass Transfer, 32 (9), 1605 (1989). DOI: 10.1016/0017-9310(89)90043-4