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两相流动气体湍流变动模型和稠密两相湍流模型的研究

目前的各种双流体两相湍流模型中,气相的雷诺应力模拟结果与实验值尚有较大出入,原因是颗粒产生的气相湍流变动模型不合理。稠密湍流两相流动中颗粒间碰撞和颗粒湍流之间有相互作用,但是目前还缺乏综合考虑颗粒间碰撞和各向异性颗粒湍流的双流体模型。本文从实验、理论模型和数值模拟方面研究了两相流动的气相湍流变动模型和考虑颗粒间碰撞的稠密两相湍流模型。在实验研究方面,用PDPA对轴对称突扩两相流动中颗粒产生的气相湍流变动进行了测量。发现在分离流动中平均粒径为150μm 的颗粒在上游正流区内增强了气体湍流;在逆流区以及下游区域内削弱了气体湍流。在理论模型方面,本文提出了两相流气相湍流变动的双时间尺度耗散模型,包括气相耗散率的双时间尺度耗散和两相速度关联的双时间尺度各向异性耗散模型,以及考虑颗粒尾涡效应的湍流变动模型。本文将二阶矩两相湍流模型和颗粒动力学理论结合,提出了各向异性的二阶矩稠密两相湍流模型。在数值模拟方面,将两相流气相湍流变动模型应用于轴  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

边界层两相流动稳定性理论与计算

边界层流动是一种典型的剪切流,边界层流动稳定性研究既具有理论意义,又有广泛的工程应用价值。两相流动或多相流动的相关技术广泛应用于能源、化工、冶金、环保、建材等部门。与两相流动相关的技术往往成为设备的经济安全稳定运行、开发新的工艺流程、发展新型气固输送、反应、燃烧、分离等新装置的关键技术。因此,两相流动研究长期以来是工程中的一个重要课题。本文将两相流动与边界层流动稳定性相结合,研究边界层内两相流动稳定性问题。全文共六章,研究要点如下:第一章为概述,简要地阐述了本文的研究目的与意义,介绍了边界层流动稳定性的研究进展,叙述了两相流动的主要研究方法,并对论文的结构和内容进行了说明。边界层流动稳定性理论种类繁多,计算方法也多种多样。第二章比较详细地介绍了平板边界层理论、边界层线性稳定性理论与计算、时间线性稳定性与空间线性稳定性的转换关系(Gaster理论)、弱非线性稳定性理论的相关概念和计算方法。一方面通过与前人结论的计算比较,证明本文的...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

《化工进展》1986年04期
化工进展

化工两相流动的特性

化学、石油等工业生产过程中经常涉及两相流动的体系。‘这些体系所进行的物理或化学变化过程中,其速率、效率等指标与该体系两相流动的特性密切相关。例如,鼓泡反应器中气泡的尺寸、形状、数量、运动工况等对反应过程的结果有重大影响。人们还发现,即使在物料、操作温度、‘’压力、组成、流体的平均流速以及设备的类型均相同情况一!:,当改变设备的尺寸时,过程的结果大相径庭,经常产生所谓“放大效应”。大量的研究表明,这主要是由于大小不同的设备中,两相流动特性各异所致。随着近代化工生产装置规模愈来愈大,一自控水平越来越高,这就对装置的设计、、制造、安装和运转的准确性、可靠性和经济指标提出高的要求。因此,以两相流动的观点和方法探讨化工中两相流动规律及其对物理或化学变化过程的影响,受到众多化学工程研究者的重视户无论是理论还是实践方面,在过去一、二十年间都已取得令人振奋的进展。这丫领域综(合并应用了化工、流体力学、界面化学、计算机科学以及电学和光学等学科的知...  (本文共5页) 阅读全文>>

《核科学与工程》1987年01期
核科学与工程

环形脉冲萃取柱中两相流动特性的研究

一、引言 脉冲筛板萃取柱结构简单、效率高、体积小,在核燃料处理工业中已经得到了成功的应用。显而易见,随着核燃料士业的发展,提高脉冲萃取柱生产能力的问题是十分重要的。一般地说,提高生产能力需要增大萃取柱的柱径。但是,核燃料(Pu、U一235、U一233等)的临界安全问题限制了脉冲萃取柱柱径的扩大。例如,在轻水反射条件下,浓度为20姑U一235/l的溶液,其最大安全萃取柱的柱径仅为7 .6英时。为了解决核燃料处理中使用大柱径萃取柱的临界安全问题,可以利用均相毒物或选用特殊材质制作筛板及其它柱内构件。环形脉冲萃取柱就是核燃料工业中可能选用的更大生产规模的脉冲萃取柱之一。 环形脉冲萃取柱是一种生产能力大,并能保证临界安全的萃取设备。它是在一根大的空心柱体内放置一根空心柱或实心圆柱构成的环状柱设备。中间的空心柱可以填充中子毒物,实心柱则可由‘。B的合金、Cd的合金等制成。操作过程中,水相及有机相从中间的环状间隙流过,环隙厚度只要保持在一定...  (本文共13页) 阅读全文>>

《化工学报》1988年04期
化工学报

脉冲筛板萃取柱内两相流动特性的规律

一、引 言 三十多年来,柱式革取设备中两相流动特性的研究取得了很大的进展。1953至1957年H.Je.C.Pratt和J.D.Thornto。’‘-“提出了利用特性速度V。关联革取柱内两相表观流速和分散相存留分数的基本关系式: ----+f_V。(1-。)(1) E(1一X)EX 对于转盘柱或筛板柱,取。一1。这一基本关系式有较明确的物理意义,而且形式简单,易于求算液泛速度,曾经受到广泛的重视。 1963年,汪家鼎等’‘’在研究脉冲筛板革取柱内两相流动特性时发现,利用式(1)得到的分散相存留分数的计算值与实验值之间有一定的偏差,这种偏差在较高的存留分数下更为明显。根据实验研究结果,提出了如下的修正式: V。V。r..、_、..n、 ----+----=Vn(、x)”(2) 1一 XX或者 了二十十…三Lty厂0(1一川eXp(k()(】I、。1一 /X对于煤油一水体系,求得。一 2.2士 0.2,而 k值则是负值,为一 1.6...  (本文共9页) 阅读全文>>

《化工学报》1988年04期
化工学报

悬浮体两相流动和燃烧数值模拟现状及发展

一、SI 言 含大量固体或液体颗粒的流体流动称为悬浮体两相流或悬浮体多相流。通常说的气-固、气-液、液-固、固-液-气等是热力学上“相”的含义。然而在力学上也常常把具有共同的集体速度,温度及尺寸的颗粒群看成是一个“相”,由此产生了“多相流”的称呼。悬浮体两相流或多相流广泛存在于自然界及工程中,诸如云雾、含尘大气、含砂河流、血管流、粉料及粒料管道输篷,除尘、喷雾冷却及干燥、喷涂及喷焊,粉料反应器、液雾及煤粉的燃烧和气化,流化床、固体推进剂火箭排气、火炮发射,汽轮机中湿蒸汽流动,反应堆及锅炉内汽-水两相流等,因而受到热能、化工、冶金、宇航、航空、水利等领域的重视。 经典两相流体力学’‘-”阐明了一些重要的基本概念、现象及规律,并对某些简单的流动,诸如边界层、射流、喷管一维流,管内充分发展流等给出一些近似程度不同的解析解,但工程遇到的常常是有障碍、突扩、管束、叶片等等的有回流或旋流的复杂流动,加之揣流输运规律是复杂的,因而解析的理论方...  (本文共6页) 阅读全文>>