分会场

高效清洁燃烧

摘要

纳米材料因其在催化、医学、锂离子电池等领域的重要作用被广泛关注；采用火焰喷雾热解法制备纳米材料，具有步骤简洁、产物纯度高、可用于工业放大的优点。此方法制备纳米颗粒的生长路径主要是通过液滴成核、表面生长、团聚、烧结等过程在火焰中形成；文献表明火焰温度、颗粒在火焰中的停留时间会影响颗粒性质。相较于实验，采用数值模拟方法探究纳米颗粒的形成路径具有一定优势。将此过程简化为流场与颗粒生长两部分，计算流体力学（CFD）用于流场建模，单分散颗粒动力学用于颗粒生长过程模拟，对于同轴火焰燃烧器采用混合分数理论同时求解化学反应和颗粒形成过程。结果表明对于不同颗粒生成速率下的火焰温度、前驱体转化速率、与实验结果吻合较好，初级颗粒粒径在火焰周围模拟数值较大、与实验结果相近，借助此模型可用于反应器设计优化和生成纳米颗粒的粒径控制。

关键词

火焰喷雾热解;颗粒动力学;数值仿真

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