考虑颗粒间碰撞的稠密气/固流动二阶矩两相湍流模型

将统一二阶矩两相湍流模型和颗粒动力学理论结合,推导并封闭了稠密两相流考虑颗粒间碰撞的统一二阶矩两相湍流模型.该模型用颗粒动力学理论模拟颗粒之间的碰撞,用各向异性的统一二阶矩模型考虑气相和颗粒相的湍流脉动,并用输运方程描述气固两相湍流之间的相互作用.最后用该模型对狭窄槽道内的气粒两相流动进行了模拟,模拟所得的颗粒水平方向和垂直方向的雷诺应力和实验结果吻合良好.结果表明,考虑颗粒间碰撞之后,颗粒水平方向雷诺应力的预报得到了明显改进.     

不同旋流数下湍流气粒两相流动特性的PDPA实验研究

利用相位多普勒仪 (PDPA)系统研究了不同旋流数下突扩旋风筒内气粒两相湍流特性的变化规律 .在相同的进口形状和总风量的条件下 ,分别测量了旋流数为 0、 0 .5和 1.0时气相和颗粒相的轴向、切向的平均速度和脉动速度 .结果表明 :旋流数的变化对轴向速度的分布和切向速度的似固核 -位涡结构 ,以及两相脉动速度和两相湍流各向异性都有比较明显的规律性影响 ;总体上 ,旋流对两相湍流起抑制作用 ,但随旋流数的增大 ,两相湍流脉动及其各向异性都有先减弱 ,后来又有所增大的趋势     

低压蒸汽管道气液两相流数值分析

采用Ansys Fluent 17.0对管道模型进行气液两相流数值分析,采用Euler模型计算出液相比例在5%、10%、15%时,对应液态颗粒直径分别为0.01mm、0.04mm、0.08mm时,管道内中轴面处静压流场分布和气液两相分布情况。模拟结果表明:增大液相浓度和液相颗粒直径都会导致压力损失,湍流增强,但增大颗粒直径的影响明显大于增大液相浓度。     

平行流换热器两相流分配模型的建立与验证

制冷剂的分配不均对平行流换热器的换热性能会产生重大影响。基于T型管的T-junction模型,联立质量方程和压力方程,设计合适的算法建立平行流换热器两相流流量分配的模型,该模型的优势在于无需已知分歧管流量可模拟分歧管的分配特性。在此基础上,将模型的计算结果与实验数据对比验证,验证了模型有效性,为平行流换热器的设计提供合理的依据。计算并分析了干度与质量流量对平行流换热器分配的影响,结果表明干度对平行流换热器分配的影响不大。在干度不变时,提高流体的质量流量可以对平行流换热器流量分配进行改善。     

液固循环流化床两相流动模型

引　言流化床换热器具有防、除垢和强化传热等优点 ,在化工、食品、海水淡化、废水处理等领域具有广阔的应用前景[1].目前 ,流化床换热器历经散式流化床、内循环流化床 ,已发展到外循环流化床换热器[2 ],它要求在较稀的颗粒浓度 (颗粒浓度小于 5% )、较高的流速 ( 1～ 3ｍ·ｓ- 1)下操作 .流化床换热器中液体流动及颗粒运动状态的研究对流化床换热器的设计和操作具有重要意义 ,但人们对循环流化床换热器中颗粒运动情况的研究还很缺乏 .考虑到循环流化床换热器中的每根换热管都可作为一个独立的循环流化床对待[3].本文试图建立一滑移速度模型…     

基于段塞流的通用气液两相流模型的建立与验证

气液两相混输流动中,由于段塞流与其他流型均有联系,从段塞流出发建立模型可以使不同流型下的计算模型得到统一。基于段塞流建立气液两相流动量方程和连续性方程,完善模型对气泡和液滴夹带的处理。建立模型的闭合关系式,对关键参数(壁面及气液相间水力摩阻系数、液塞平移速度、平均液塞长度)的计算闭合关系式进行优选,得到适用于模型的闭合关系式,同时,对液滴和气泡的夹带给出夹带条件及相关参数计算式,最终建立基于段塞流的通用气液两相流模型。使用3组不同来源的实验数据验证了模型计算压降和持液率的准确性,实验数据分别来自中国石油大学(华东)、大庆油田实验基地的气液两相流实验以及国外研究人员的实验研究,包含各个气液流型。模型具有较高的计算精度,优于未经关系式完善和优化的原始模型,大部分压降及持液率参数的计算误差在±15%以内。     

气液两相流流经环形狭缝通道的流动特性

引言动力、能源、石油化工等领域中广泛应用着各类管壳式换热器,此类换热器的管子与折流板之间、折流板与壳体之间在制造与装配中存在着一定的间隙。这些间隙对壳侧的压降及换热系数有较大影响。对于单相流体,这些间隙产生的泄漏量可占总流量的15％～60％~［1～4]．根据文献报道~［5],大约有50％以上的管壳式换热器涉及气液两相流,迄今为止对气液两相流体流经环形狭缝通道的流动特性研究尚未见有文献报道．本文在水平放置环形狭缝通道中,对空气一水两相混合物流经3种不同间隙环形狭缝通道的流动特性进行了研究,并应用分相模型提出了计…     

方形截面螺旋管内气液两相流动特性数值研究

采用CLSVOF多相流模型,结合标准k-ε湍流模型方程,对方形截面螺旋管内气液两相流动特性进行数值模拟,绘制了几种典型流型的流型图,并与相关文献中的实验结果进行对比;分析了截面含气率沿管圈周向的分布规律和平均截面含气率与容积含气率的关系;探究了不同流型压降的变化规律和湍流耗散率沿程变化规律;讨论了螺旋管不同壁面的表面摩擦系数与剪切应力的差异。     

基于临界分流理论的气液两相流均匀分配器

提出了一种新型气液两相流分配器,主要由旋流叶片、整流器、分流喷嘴以及分配腔室组成。通过采用“流型调整”与“临界分流”控制相分离。为研究不同分流比下的分配特征,设计了2喷嘴和4喷嘴两种分配结构。建立了气液两相流数值模型,模拟了气液两相流在分配器内流动特性。在气液两相流实验环道上进行了测试,气相折算速度范围为5.0～25.0 m·s^-1,液相折算速度范围为0.012～0.14 m·s^-1,实验中出现的流型包括波浪流、段塞流以及环状流。结果表明,在临界分流条件下,气液相分流系数主要取决于与侧支管相连通的分流喷嘴数目与总喷嘴数目的比值,不受流型、气液流速等参数波动的影响。对于2喷嘴分配器分流系数接近理论值0.5,对于4喷嘴气液分流系数约为0.25。     

水平管道气液两相流动态特性模型的研究

研究了低频脉动情况下应用均相模型法和分相模型法对水平直管段气液两相流动进行集中参数分析的方法。理论分析表明：管段固有频率主要决定于管段长度及 液两相流的空隙率等参数,与管段截面积的关系不大。实验证实了在层状流情况下上述结论是正确的,因而通过对其固有频率的测试有可能实现空隙率的测量。     

管内稠密气固两相流数值模拟计算:颗粒动力学方法

基于稠密气固两相流流体动力学模型、颗粒动力学的颗粒湍动能模型 (KTGF)和气体湍动能模型(SGS) ,模拟计算结果得到了实验研究所揭示的环 -核流动结构 .模拟计算与Miller和Gidaspow的实验结果进行了比较 ,颗粒相浓度、速度和颗粒相动力黏性系数分布与实验值基本吻合 .     

旋流燃烧室内气体-颗粒两相湍流流动的数值模拟

综合应用代数Reynolds应力模型和流体相脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型,对旋流燃烧室内有直流射流与旋转射流相互作用的气-固两相湍流流动进行了数值模拟.得到的气相轴向与切向速度和轴向脉动速度均方根值分布以及颗粒相轴向总质量流通量和轴向与切向速度分布与实验基本相符合,并比对气相湍流采用k-ε模型的相应计算结果有较明显的改进.     

稠密气体理论在催化裂化提升管中的应用

运用已建立的颗粒动力学模型并耦合催化裂化反应的十三集总动力学模型,建立了催化裂提升管反应器内反应油气和催化剂颗粒的传质,反应的数学模,结合工业提升管的操作参数,模拟预测了速度场,温度场和组分分布。     

提升管内密相颗粒团的运动行为

引　言对提升管中的微观流动结构及气固微观流动行为的研究将有助于对提升管反应器特性的认识 ,并可为新型、高效流化床反应器的设计提供思路 .提升管反应器中颗粒存在严重的聚集现象 ,研究者发现[1～ 4 ] ,提升管中局部位置上固含率概率密度分布呈现双峰形式 ,双峰分别对应于低固含的稀相与颗粒密集的颗粒团 ,提升管中的微观相结构为稀相与密相颗粒团共存 .文献 [5 ]中对稀相中的颗粒的运动行为进行了定量的、详细的研究 ,作者通过对颗粒速度瞬时信号的分析 ,获得了颗粒速度概率密度分布 .提升管局部位置上颗粒速度的概率密度分布也呈现双…     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟(1)

以气体湍流运动方程组、ｋε双方程湍流模型及颗粒群运动的轨道模型为基础,气体湍流场的计算采用ＳＩＭＰＬＥ数值计算方法,颗粒群的运动方程采用ＲｕｎｇｅＫｕｔａ方法求解,开发研制出相应的通用计算软件,可以理论模拟预测工程气固流动中的气体湍流场的速度分布、颗粒运动速度场及颗粒的空间运动轨迹等。     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟(2)

运用气固多相流数值模拟软件对双通道同轴气固射流湍流场进行了数值模拟研究,预测结果与ＬＤＶ激光测速仪测得的固体颗粒速度分布值进行了比较,结果表明,吻合较好,该软件为气固多相流工程设备的快速、经济的开发研究提供了相应的辅助工具,同时,也是理论研究气固多相化学反应流的基础。     

IMPROVED HYDRODYNAMIC MODEL OF TWO-PHASE SLUG FLOW IN VERTICAL TUBES

Merits of the Fernandes model(Fernandes et al.1983)for two-phase slug flow in verticaltubes are reviewed in this paper.While predicting many macroscopic parameters of slug flow in verti-cal tubes,it fails to present correctly the trend that the average voidage in liquid slugs increases asthe rising velocity of Taylor bubbles is increased.It is also desirable to extend its application toelectrolyte systems, and to churn flow conditions.Based on the diagnostic analysis,the model equa-tion for gas entrainment by falling liquid film is reformulated and the influence of surface tension isalso accounted for.Development of the falling liquid film is recognized in the revised model in or-der to suit the case of short Taylor bubbles as well.The modified model predicts the variation of av-erage voidage in liquid slugs in good agreement with available experimental data.     

循环流化床燃烧数学模型

介绍了有关文献中循环流化床燃烧的数学模型。按照各模型所使用的流体动力学模型的差异，将它们分成了不同的类别。同时也简要介绍了几种目前应用于循环流化就数学模型的气固两相流数值模拟方法。在评述各模型的优缺点和分析目前所存在问题的基础上，初步提出了进一步发展的方向。     

稠密气固两相流的流场实验显示和粒化温度模型

在水平激波管中,研究激波与堆积粉尘的相互作用,并通过带示踪粒子的X射线和阴影摄影,记录堆积粉尘内外流场的波系结构.引入“粒化温度”,基于稠密气体分子动力学的思路导出堆积粉尘的守恒方程和本构方程,利用AUSM+格式对激波与堆积粉尘相互作用现象进行了数值模拟.计算结果与实验结果基本相符.