颗粒脉动对气固两相流相间曳力的影响分析
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摘要
气固两相流动中,颗粒和气体之间的曳力为气固相间最主要的作用力。过去十年间,基于解析到颗粒表面的直接数值模拟,人们获得了静态随机分布的颗粒系统所受的曳力模型。这些曳力模型相对以往的经验模型较为准确,在大尺度反应器计算中也得到了较好的应用。近年间,超级计算机技术的快速发展使对小型流化床系统的直接数值模拟成为现实,人们的计算结果表明,在允许颗粒自由平动、转动和碰撞的系统中,在同等的颗粒雷诺数Rep和固体体积分数条件下,颗粒所受曳力明显高出在静态颗粒系统中所受的曳力,一般增大30%以上。为探究并解释这一现象,本文对静态颗粒系统中所忽视的颗粒脉动对曳力的影响开展了系统研究。研究发现,当Rep小于100时,颗粒脉动对气固曳力影响显著,该影响随基于脉动动能平方根的脉动雷诺数ReT的增加而变强,当ReT=10时,曳力一般增长20%以上,当ReT=20时,曳力的增长一般超过50%。文中对颗粒脉动引起气固曳力增加的机理也进行了探讨。
引文