拉格朗日：乳滴喷雾干燥

喷雾干燥是一种常用工艺，通过将液体雾化成高温气体介质，使溶剂分离成固体和蒸汽，从而将液体或浆料制成干粉。该工艺广泛应用于食品和制药行业，例如生产速溶咖啡粉。喷雾干燥还用于化学工业，以生产粉末状洗涤剂或制造催化剂。当必须定义具有特定特征（如尺寸）的复杂颗粒时，此工艺最为有用。在 Simcenter STAR-CCM+ 中，此工艺在拉格朗日多相 (LMP) 框架内建模。

在本教程中，将模拟一个简化的喷雾干燥过程，其中乳滴雾化后注入充满热空气的干燥器。该模拟的目的是观察乳滴粉末的均匀性，因为这是衡量产品质量的重要指标。几何如下图所示：

乳滴建模为液 - 固 - 气混合物颗粒，包含固体乳糖组分和液态水组分。乳滴通过空心圆锥体喷射器喷射到域中。乳滴的直径范围介于 14.0 μm 到 180.0 μm 之间。加热的气体表示为空气与水蒸气组成的多组分气体，以 350.0 kg/h 的流率进入干燥室，温度为 480.0 K。

可以使用 REA（反应工程法）喷雾干燥蒸发模型对含固体乳糖的乳滴的干燥过程建模。乳滴之间的碰撞采用 NTC（无计时器）碰撞模型进行建模，从而产生以下可能的碰撞结果：反弹、聚结、延伸分离和反射分离。