Данная работа посвящена численному исследованию процесса сжигания капель жидкого бифторида аммония в кислороде в присутствии метана в реакторе типа «туннельная горелка» для получения фторида водорода и выработке рекомендаций по конструкции и технологическим режимам для промышленного реактора. При выполнении работы были решены следующие задачи. 1. Проведены расчёты теплового баланса реагирующей системы с учётом процесса испарения бифторида аммония и радиационных потерь тепла. 2. Проведены расчёты размера капель бифторида аммония при его распыливании форсункой для заданной производительности, характерной для пилотного реактора. Разработка варианта конструкции форсунки для пилотного реактора. 3. Разработана математическая модель реактора типа «туннельная горелка» по сжиганию распылённого бифторида аммония в кислороде в присутствии метана. 4. Разработанная модель реализована в коммерческом пакете Ansys Fluent. 5. Проведена настройка разработанной модели на основе имеющихся литературных данных по испарению капель различных веществ. 6. С помощью созданной модели исследовано влияние различных параметров процесса на длину пути испарения капли бифторида аммония и другие характеристики процесса. 7. Разработаны рекомендации по конструкции и технологическим параметрам для промышленного реактора типа «туннельная горелка» по сжиганию бифторида аммония с получением фторида водорода. Работа выполнена в Высшей Школы Прикладной Математики и Вычислительной Физики СПбПУ. Проведены расчеты конструкции форсунки реактора типа «туннельная горелка» для распыливания жидкого бифторида аммония. Проведено численное моделирование процесса испарения и горения капли жидкого бифторида аммония с использованием программного пакета Ansys Fluent, определены основные физические и технологические факторы, влияющие на процесс испарения капли, разработаны рекомендации по конструкции и технологическим параметрам реактора.

The given work is devoted to the studying of the combustion of liquid ammonium bifluoride droplets in oxygen in the presence of methane in a "tunnel burner" reactor to obtain hydrogen fluoride and the development of recommendations on the design and technological modes for an industrial reactor. The research set the following goals 1. Carrying out calculations of the heat balance of the reacting system, taking into account the process of evaporation of ammonium bifluoride and radiation heat losses. 2. Carrying out calculations of ammonium bifluoride drops size when it is sprayed with a nozzle for a given productivity, typical for a pilot reactor. Development of a nozzle design for a pilot reactor. 3. Development of a mathematical model of a "tunnel burner" reactor for the combustion of atomized ammonium bifluoride in oxygen in the presence of methane. 4. Implementation of the developed model in the commercial package Ansys Fluent. 5. Carrying out the tuning of the developed model based on the available literature data on the evaporation of droplets of various substances. 6. Research using the created model of the effect of various process parameters on the evaporation length of a drop of ammonium bifluoride and other characteristics of the process. 7. Development of recommendations on the design and technological parameters for an industrial of the "tunnel burner" reactor for the combustion of ammonium bifluoride. The give work was carried out on the basis of Graduate School of Applied Mathematics and Computational Physics. Calculations of the nozzle design of the "tunnel burner" reactor for spraying liquid ammonium bifluoride have been carried out. A numerical simulation of the evaporation and combustion of a droplet of liquid ammonium bifluoride using the Ansys Fluent software package has been carried out; the main physical and technological factors affecting the droplet evaporation process have been determined, recommendations on the design and technological parameters of the reactor were developed.