11-黄社华-稀疏两相流的计算模型和研究进展.pdf

1、第五届全国浆体浓缩与管道输送技术和装备研讨会，湖南长沙第五届全国浆体浓缩与管道输送技术和装备研讨会，湖南长沙第五届全国浆体浓缩与管道输送技术和装备研讨会，湖南长沙第五届全国浆体浓缩与管道输送技术和装备研讨会，湖南长沙稀疏两稀疏两相流相流的计算模型和研究进展的计算模型和研究进展稀疏两稀疏两相流相流的计算模型和研究进展的计算模型和研究进展黄社华黄社华武汉大学，2023年4月武汉大学，2023年4月p1Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory,Wuhan Universityp2Hydraulics and Fluid Mechanics Laborator

2、y,Wuhan University2y1-505x0p3Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory,Wuhan University报告内容报告内容报告内容报告内容稀疏两相流稀疏两相流概概念念I 稀疏两相流稀疏两相流概概念念球形刚性颗粒假设球形刚性颗粒假设稀疏两相流稀疏两相流稀疏两相流稀疏两相流II 颗粒非定常绕流阻力和颗粒非定常绕流阻力和BBO方程及其改进方程及其改进低雷诺数下的颗粒非定常运动方程低雷诺数下的颗粒非定常运动方程颗粒运动中非定常阻力的作用颗粒运动中非定常阻力的作用有限大雷诺数下有限大雷诺数下BBO方程的修正方程的修正III 连续相紊流平

3、均运动方程连续相紊流平均运动方程III 连续相紊流平均运动方程连续相紊流平均运动方程雷诺平均方程及雷诺平均方程及k-epsilon两方程紊流模型两方程紊流模型一种改进的两方程紊流模型一种改进的两方程紊流模型IV 总结总结p4Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory,Wuhan University稀疏两相流稀疏两相流概概念念球形刚性颗粒假设球形刚性颗粒假设I 稀疏两相流稀疏两相流概概念念球形刚性颗粒假设球形刚性颗粒假设在一些两相流动问题中，离散相颗粒的尺度较小。为研究单颗粒运动的方便，一般均假定颗粒是球形的，并且在两相流动过程中颗粒形状在一些两相流动问

4、题中，离散相颗粒的尺度较小。为研究单颗粒运动的方便，一般均假定颗粒是球形的，并且在两相流动过程中颗粒形状保持不变保持不变保持不变保持不变。若气泡尺度足够小（微米量级），球形刚性颗粒假设也可以成立。若气泡尺度足够小（微米量级），球形刚性颗粒假设也可以成立。稀疏两相流稀疏两相流如果在两相流动中颗粒的间距足够大，使得颗如果在两相流动中颗粒的间距足够大，使得颗粒之间完全不或极少发生碰撞粒之间完全不或极少发生碰撞这类称为稀疏这类称为稀疏粒之间完全不或极少发生碰撞粒之间完全不或极少发生碰撞，这类称为稀疏这类称为稀疏两相流。反之，就认为两相流是稠密的。在稀疏两相流中，离散颗粒相对连续相的作用两相流。反之，就

5、认为两相流是稠密的。在稀疏两相流中，离散颗粒相对连续相的作用力可以忽略不计力可以忽略不计因此可以先不考虑离散相等因此可以先不考虑离散相等力可以忽略不计力可以忽略不计，因此可以先不考虑离散相等因此可以先不考虑离散相等存在，用单相流方法求得连续相流场，然后求解单颗粒在流场中的运动。存在，用单相流方法求得连续相流场，然后求解单颗粒在流场中的运动。p5Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory,Wuhan University若用体积分数定量描述稀疏两相流的概念若用体积分数定量描述稀疏两相流的概念对流场中均布的粒径为对流场中均布的粒径为 的的若用体积分数定量描述

6、稀疏两相流的概念若用体积分数定量描述稀疏两相流的概念，对流场中均布的粒径为对流场中均布的粒径为D的的颗粒而言，设颗粒而言，设L为颗粒间距，则体积分数为为颗粒间距，则体积分数为为为p6Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory,Wuhan University可见，当颗粒相对间距可见，当颗粒相对间距L/D3.74时，则体积分数为时，则体积分数为1%，在实际工程中，常将体积分数，在实际工程中，常将体积分数1 的两相流界定为稀疏的。故体积分数（体积浓的两相流界定为稀疏的。故体积分数（体积浓度度）小于小于1000的均匀混合物流动都属于稀疏两相流的均匀混合物流动都