高温排气管道内部水喷淋降温方针分析

输入条件
1.高温排气管道最高温度3000k，排气流量53.41kg/s，排气管道内径2m，来流总压不大于1Mpa。
2.排气管道分两段，喷淋段和气化段总长20m，喷淋段大约7m长，包含四组喷水环，每组喷水环45个喷嘴，详细布置见附图。喷嘴喷口直径6mm。
需求：
1.高温气体经过喷淋段后，在气化段高温气体和水蒸气或者喷淋水混合后的温度要求不超过550K，需要喷水量是多少？
2.在这种工况下，高温高压下的掺混效率是多少？喷嘴喷出的水有多少参与排气降温。
3.掺混后的管道及管道内壁的温度场分布情况，压力分布情况是多少，需要提供模拟云图。
难点：
1.喷嘴尺寸和排气管道尺寸差距悬殊，导致网格变动大，计算收敛困难。
2.喷淋水和高温排气的换热过程能否进行模拟。