风能辅助蒸发装置的空气流场模拟研究

初旭阳，胡鹏华，王 攀，陈 刚

(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)

在地浸采铀生产中，通常利用蒸发池来处理从井场多抽出的放射性废液，以减少液态的、易扩散的放射性物质的体积；蒸发浓缩后的废液，通常采用混凝土固化掩埋再处理。但蒸发池占地面积大，会对生态环境和地浸矿山扩大产能造成一定影响。

为了加快蒸发速率、减小蒸发池面积、提高蒸发效率，可采用多种不同的辅助蒸发方式，包括多级加热[1]、浮动铝片[2-3]、人工湿地[4]、机械喷雾[5-7]、辅助风速蒸发[8]等。

辅助风速蒸发技术利用泵输送废水，使挂帘形状的纤维材料被废水沾湿，依靠挂在支撑杆上的挂帘增加蒸发面积[9]，提高蒸发效率。除了蒸发面积影响蒸发效率外；蒸发面上的空气流动也是一个主要因素，存在蒸发面上空气流速越高，蒸发效率越高的正相关关系。内部挂帘折叠的密集程度会影响挂帘表面的空气流速，因此挂帘如何布置是影响装置整体蒸发效率的另一个因素。

为了使风能辅助蒸发装置有足够的表面空气流速，提高装置的蒸发效率，研究了帘间距、帘开角、帘悬挂方式、风向对于风能辅助蒸发装置空气流场的影响。

1 模型建立和边界条件

1.1 模型建立与网格划分

人力计算并不能很好地得到计算流体力学精确解[10-11]，通常依靠计算软件来解决工程实际问题。ANSYS Fluent是国际通用的流体模拟软件，在各类流动问题中的应用广泛[12]，适用于此次的帘结构空气流场模拟。

本次模拟使用ANSYS SpaceClaim DesignModeler进行三维模型的建立。……