以单个雾化液滴为研究对象,建立了液滴冻结传热过程以及运动过程的数学模型并验证了模型的可靠性,分析了顺逆两种风向下竖直喷射不同直径液滴的完全固化时间、质量损失率、总换热量以及冻结行程的变化规律,对比了倾斜喷射的液滴的运动情况.结果表明:液滴的完全固化时间和总换热量均随直径的增大而增大;液滴的质量损失率为3％左右,且随着直径的增大而降低;通过对流、传质和辐射的换热量占比不随直径变化,分别为92％、7％和1％;直径一定时,风速对液滴的完全固化时间、质量损失率、总换热量影响很小;顺逆风向的不同虽对液滴的完全固化时间影响很小,但对冻结行程的影响非常明显;喷射角小于20°的喷雾冻结,顺流风速小于2 m/s时,对Dd≤200μm的液滴而言,喷雾室横向尺寸不小于0.76 m可保证液滴冻结完成时不发生横向碰壁;逆流风速大于1 m/s时,对200 μm＜Dd≤1 mm的液滴而言,喷雾室横向尺寸不小于1.5 m可保证液滴冻结完成时不发生横向碰壁.
单液滴 顺逆流 完全固化时间 固化位移 横向位移