考虑空间位形力作用的微米软颗粒溶液微圆管流动规律

针对微米级软颗粒溶液在微小孔道流动不符合泊肃叶流动规律问题,考虑受固体管壁影响软颗粒形变产生的空间位形力作用,基于Navier-Stokes理论,推导软颗粒溶液在圆管中的流速分布及流量表达式,引入颗粒形变因子以表征空间位形力作用的影响;建立考虑空间位形力作用的圆管流动数学模型.由微尺度流动特征实验,得到软颗粒溶液微圆管流动规律,与泊肃叶流动对比,结果显示当管径小于颗粒直径时,相同压力梯度下考虑空间位形力作用的流速比泊肃叶流动拟合结果更接近于实验数据.通过数值计算分析发现,与泊肃叶流动下的速度分布和平均流量相比,当微圆管尺寸减小时,空间位形力作用随之增大,其更大程度上影响流体在微圆管内的流动规律;当颗粒呈非球形且最小投影面积相同时,偏离球形颗粒程度越大,空间位形力作用越大,因此空间位形力作用在微小孔道流动中不可忽略.     

考虑空间位形力作用的微米软颗粒溶液微圆管流动规律

针对微米级软颗粒溶液在微小孔道流动不符合泊肃叶流动规律问题,考虑受固体管壁影响软颗粒形变产生的空间位形力作用,基于Navier-Stokes理论,推导软颗粒溶液在圆管中的流速分布及流量表达式,引入颗粒形变因子以表征空间位形力作用的影响;建立考虑空间位形力作用的圆管流动数学模型.由微尺度流动特征实验,得到软颗粒溶液微圆管流动规律,与泊肃叶流动对比,结果显示当管径小于颗粒直径时,相同压力梯度下考虑空间位形力作用的流速比泊肃叶流动拟合结果更接近于实验数据.通过数值计算分析发现,与泊肃叶流动下的速度分布和平均流量相比,当微圆管尺寸减小时,空间位形力作用随之增大,其更大程度上影响流体在微圆管内的流动规律;当颗粒呈非球形且最小投影面积相同时,偏离球形颗粒程度越大,空间位形力作用越大,因此空间位形力作用在微小孔道流动中不可忽略.      

冷却壁液固两相流三维流动与污垢清洗数值模拟

建立了高炉水冷却壁三维物理模型。采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉水冷壁冷却埋管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究。分析了流体的流速、固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响。研究结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、液固颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固两相流防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为1.5 m/s,固相颗粒粒径为3~4 mm,体积分数为5%~12%。研究结果为炼钢高炉冷却壁液固两相流污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础。