摘要：对一种典型的高温熔融铝水反应器内部反应和传热过程进行建模研究,以分析反应器内部的热特性。建立了铝液与水的反应过程和传热过程物理及数学模型,设计了水滴蒸发和反应以及传热过程的程序算法和耦合算法,并利用Visual Basic语言编制了模拟计算软件,应用该软件对反应器的关键运行参数进行了模拟计算。结果表明:反应进水质量流量与反应器的壁面最高温度呈正相关,而冷却水质量流量与壁面最高温度呈负相关;计算结果与实验结果吻合较好。

摘要：熔融铝水蒸气浸没射流反应可作为氢氧闭式循环动力系统的新型制氢方法,能够提高制氢速率和氢气发生器的稳定可控性,但反应具有高温、不透明和局部流动状态复杂等特点,难以通过常规方法对其流场进行观测。为探究其流场特性,文中使用Fluent非预混燃烧模型对该反应进行了数值仿真。通过理想混合物密度计算方法对概率密度函数查询表的精度进行了提升,使数值模型能更准确地模拟气液反应,得到了熔融铝水蒸气浸没射流反应流场的参数分布以及不同水蒸气入口速度条件下流场温度分布和水蒸气核心区的变化规律。研究结果表明,文中数值模型能够较合理地模拟射流燃烧反应;熔融铝水蒸气反应射流流场由水蒸气核心区和混合产物区组成,其中水蒸气核心区在射流区域中占据的空间远小于混合产物区;当水蒸气入口速度增加时,高温区最高温度增高且体积增大、水蒸气核心区长度增长。研究结果将为进一步研究熔融铝水蒸气浸没射流反应和设计氢气发生器提供参考。