噴霧冷凍干燥(SFD)顆粒凍結(jié)過程的數(shù)值模擬.pdf

1、液滴凍結(jié)過程往往決定著干燥產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)。論文從不同角度研究了噴霧冷凍單液滴凍結(jié)過程，首先利用數(shù)值計(jì)算的方法研究了液滴大小、氣體流速和環(huán)境溫度三個(gè)參數(shù)對(duì)其凍結(jié)過程的影響，并對(duì)凍結(jié)顆粒在流場內(nèi)的滯留時(shí)間以及“消失”時(shí)凍結(jié)狀態(tài)進(jìn)行了分析。通過單液滴與板面的碰撞實(shí)驗(yàn)，較深入地了解了液滴與壁面的碰撞情況。
　　數(shù)值計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)液滴越大凍結(jié)時(shí)所需的形核時(shí)間和完全固化時(shí)間越長，而且凍結(jié)過程隨著氣體流速的增大和環(huán)境溫度的降低而縮短。通過方差分析發(fā)

2、現(xiàn)液滴大小較氣體流速和環(huán)境溫度對(duì)液滴完全固化時(shí)間的影響有較顯著差異。液滴冷凍過程中，其質(zhì)量損失率隨著液滴大小的增大而略有減小，隨著氣體流速的增加及環(huán)境溫度的降低而減小，其中環(huán)境溫度對(duì)液滴質(zhì)量損失率的影響最大。
　　在噴霧冷凍過程中必須考慮霧化的液滴與壁面碰撞而引發(fā)的粘壁問題。為了準(zhǔn)確地分析噴霧冷凍流場的壁面邊界條件，以單液滴撞擊低溫表面為研究對(duì)象，利用實(shí)驗(yàn)方法研究了不同韋伯?dāng)?shù)的液滴在冷板面上鋪展、收縮震蕩及凍結(jié)過程，用高速攝像的方