豆膠氣泡霧化過程的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、豆膠（即豆基蛋白膠）因其生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量大、價(jià)格低廉、原料可再生以及膠接制品無游離甲醛釋放等諸多優(yōu)點(diǎn)，被研究用于人造板生產(chǎn)中解決目前所用醛類膠產(chǎn)生的環(huán)境及能源問題。但其非牛頓流體特性及高粘度特性決定了一般的霧化方法無法實(shí)現(xiàn)其良好的霧化。氣泡霧化是一種能夠使高粘度液體霧化的方法，研究氣泡霧化的機(jī)理，分析豆膠的流動(dòng)特性并建立其本構(gòu)方程，分析豆膠氣泡霧化的過程，設(shè)計(jì)一種適合豆膠霧化的氣泡霧化噴嘴及工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)豆膠在纖維板中的應(yīng)用，具有重要的

2、理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　根據(jù)流體力學(xué)理論對(duì)豆膠氣泡霧化過程進(jìn)行了分析研究。根據(jù)豆膠的流動(dòng)特性，結(jié)合非牛頓流體的本構(gòu)方程，得出豆膠在氣泡霧化噴嘴內(nèi)部的流動(dòng)符合冪律模型;對(duì)其霧化過程中氣泡的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入研究分析，得出霧化效果是通過克服氣泡表面張力來實(shí)現(xiàn)的;根據(jù)對(duì)氣泡霧化噴嘴的研究，分析了噴嘴結(jié)構(gòu)及工作條件對(duì)噴嘴霧化效果的影響，為優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)和工作條件提供了理論依據(jù)。
　　利用計(jì)算流體力學(xué)方法，對(duì)氣泡霧化過程進(jìn)行了數(shù)值模擬

3、。根據(jù)氣泡霧化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，研究了豆膠氣泡霧化數(shù)值模擬結(jié)果的評(píng)價(jià)方案，分析了該方案的基本內(nèi)容、工作條件及評(píng)價(jià)方法。以豆膠和水為研究對(duì)象，對(duì)豆膠與空氣及水與空氣的流動(dòng)情況進(jìn)行了混合型數(shù)值模擬，分析了非牛頓流體與牛頓流體在氣泡霧化噴嘴內(nèi)部的流動(dòng)狀況;其后，對(duì)豆膠與空氣在噴嘴出口下游的霧場(chǎng)進(jìn)行了離散型數(shù)值模擬，分析了豆膠霧化后的顆粒分布及粒徑分布狀況;證明了用氣泡霧化方法實(shí)現(xiàn)豆膠霧化是可行的。
　　基于豆膠霧化工作參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)不同氣

4、液比條件下豆膠與空氣在噴嘴內(nèi)部的流動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了不同氣液比下豆膠與空氣的流場(chǎng)分布狀況，計(jì)算了不同條件下的氣耗量及霧化總能量，分析得出了最佳氣液比;其后，以離散型數(shù)值模擬的方法對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了理論得出的氣液比值是正確的。
　　根據(jù)豆膠的物理化學(xué)性能、數(shù)值模擬的結(jié)果及氣泡霧化理論，對(duì)豆膠氣泡霧化工作系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)豆膠的高粘度特性，對(duì)工作系統(tǒng)的組成進(jìn)行了分析;根據(jù)數(shù)值模擬時(shí)的工作參數(shù)及優(yōu)化后的最佳氣液比，對(duì)氣泡