混凝土仓面喷雾的LES-DPM数值模拟

张 华，吴国华

(华北电力大学水利与水电工程学院，北京 102206)

1 概述

在水利水电工程施工过程中，混凝土仓面控温是重要环节之一。尤其在夏季，由于环境温度较高，会使得浇筑温度超标，同时高温对施工人员也具有一定影响[1- 2]。近些年来，喷雾降温作为一种有效的降温方式，能够同时满足降低混凝土仓内温度和控制局部环境温度的要求，逐渐成为水利水电工程施工过程中的一种较为良好的降温方式[3]。但混凝土仓面浇筑过程多处于峡谷地带，喷雾过程会受到环境风的作用[4]，导致雾滴发生飘移运动。因此，研究不同风速情况下混凝土仓面喷雾特性尤为重要，且对提高喷雾降温效率具有重要意义。

对于单喷嘴雾化特性的研究，许多科研工作者进行了大量的研究，说明了减小雾滴大小有利于增加喷雾降温效果[5- 6]。Estes等[7]针对全锥喷雾器液滴SMD(Sauter Mean Diamete)影响因素进行了研究，指出全锥喷雾器的索特直径取决于孔板直径、液体破碎前孔口流动的韦伯数和雷诺数。Whitlow等[8- 9]对不同喷嘴进行实验研究，证明了随着喷嘴入射压力的增加，喷雾雾滴SMD将变小。杨继雅等[10]对横风环境中燃油雾化的微观特性进行了研究，指出横风条件下的液滴直径的集中性更好，并说明了存在风场时可加强喷雾雾滴的破碎效果。

当降温范围较大时，单喷嘴不能满足理想的喷雾效果，需要采用多喷嘴进行喷雾。相对于与单喷嘴，多喷嘴喷雾雾滴分布更均匀进而降温效果更好[11]。针对多喷嘴喷雾过程，刘秋生[12]研究了双喷嘴间距离对雾化效果的影响，指出喷嘴间距较小时，喷雾间相互干涉较大，喷雾液滴分布均匀性较好。……