CL-20是一种性能优越的炸药,然而由于其感度较高、晶型不稳定,使得其应用受到很大限制。喷雾干燥是改善其性能的有效方法之一。但是由于对其内部的流场信息,特别是雾化行为缺乏系统性分析,使得喷雾干燥制备CL-20的晶型、粒径和感度等难以控制。液滴雾化过程影响因素众多,其中设备结构参数对其影响较大,而实验研究此过程复杂、成本较高且具有一定的危险性。因此,采用CFD模拟喷雾干燥制备CL-20过程中喷嘴直径和干燥塔直径对雾化流场的影响,并揭示其内部液滴粒径的变化规律。本文的主要研究内容如下:(1)基于欧拉-拉格朗日法、Realizable k-ε湍流模型和空气辅助雾化喷嘴模型,耦合连续相和离散相方程建立了喷雾干燥制备CL-20的CFD模型。(2)基于CFD模型,在压力0.6 MPa、温度333 K、气体流量5950 m L·min-1和进料速率1.5 m L·min-1下,探究了不同喷嘴直径下干燥塔内的液滴停留时间、温度、速度和丙酮蒸汽含量以及其沿轴向和径向的变化规律,并分析了干燥塔内液滴粒径的分布规律。最佳喷嘴直径为0.5 mm。(3)在最优喷嘴直径下,进一步探究了不同干燥塔直径下干燥塔内的液滴停留时间、温度、速度和丙酮蒸汽含量以及其沿轴向和径向的变化规律,并分析了干燥塔内液滴粒径的分布规律。最佳干燥塔直径为140 mm。
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