ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лагранжев подход из "Турбулентные течения газа с твердыми частицами" Ниже будут рассмотрены основные силовые факторы, оказывающие влияние на движение дисперсной фазы. [c.38] Уравнение осредненного движения не стоксовой частицы (2.3.5) является весьма приближенным, так как не учитывает влияния турбулентных пульсаций несущей фазы. [c.39] Влияние силы тяжести на движение частиц будет значительным и ее учет необходим в случае, когда скорость витания частиц и скорость потока, в котором они взвешены, являются величинами одного порядка. [c.40] Сила Сэфмена может оказывать существенное влияние на движение частиц при их движении в пристенной области, где имеют место большие градиенты осредненной скорости несущего газа. [c.40] Использование соотношения (2.3.9) позволяет описать большинство имеющихся расчетных и экспериментальных данных в диапазоне чисел Рейнольдса 590 Re 45000 и 360 R p 13500. [c.41] Анализ влияния силы Магнуса на движение частиц проведен в [4 . Показано, что величина силы Магнуса практически всегда меньше силы Сэфмена. Тем не менее, пренебрежение поперечным смещением частиц вследствие действия силы Магнуса в высокоскоростных потоках, где реализуются большие градиенты скорости газа а, следовательно, и большие скорости вращения частиц, является неправомерным. [c.41] Для определения величины термофоретической силы предложен еще целый ряд теоретических формул. Наиболее полный перечень имеющихся расчетных соотнощений приведен в [11, 13 . [c.42] Отметим одно очень важное обстоятельство. Для расчета актуальной скорости частиц в соответствии с уравнением (2.3.1) необходимо знание мгновенных значений сил. Приведенные выще формулы позволяют определять лищь некоторые осредненные значения действующих на частицы силовых факторов, так как никоим образом не учитывают турбулентные пульсации скорости (температуры) газа. Вопрос о влиянии турбулентности несущей фазы на величину сил остается открытым. [c.42] 14] пытались определить пульсационные значения сил путем применения процедуры Рейнольдса и использовать полученные выражения для построения уравнений пульсационного движения и теплообмена частиц. Однако полученные выражения для осредненных и пульсационных значений сил, на взгляд автора, отличаются излишней громоздкостью и не могут быть рекомендованы к использованию. [c.43] Получим уравнения пульсационного движения и теплообмена инерционных частиц. Сложности построения таких уравнений для случая нелинейного закона аэродинамического сопротивления подробно рассмотрены в [4]. В основе развитого подхода к выводу пульсационных уравнений дисперсной фазы лежит применение процедуры осреднения Рейнольдса к актуальным лагранжевым уравнениям для частиц. Приводимые ниже результаты заимствованы из [15, 16], где на основе описанного выше метода получены и проанализированы приближенные одномерные уравнения для пульсаций скорости и температуры дисперсной фазы при реализации различных классов гетерогенных потоков. [c.43] Для проведения анализа примем следующие допущения 1) рассматривается случай слабозапыленных потоков, когда влияние частиц друг на друга мало 2) частицы имеют сферическую форму 3) движение частиц определяется действием только двух силовых факторов силой аэродинамического сопротивления и силой тяжести 4) пульсации физических свойств несущего газа не учитываются 5) предполагается аддитивность осредненного и пульсационного динамического скольжения между фазами при определении мгновенного значения коэффициента сопротивления частиц 6) теплообмен между частицами и несущей фазой определяется только конвективной составляющей 7) градиент температуры внутри частицы пренебрежимо мал. [c.43] Полученные уравнения пульсационного движения и теплообмена частиц (2.3.23) и (2.3.24), а также соответствующие им осредненные уравнения (2.3.21) и (2.3.22) сложно использовать для расчетов в силу неопределенности корреляционных членов. В [15, 16] проведен анализ (2.3.23) и (2.3.24) для различных классов течений с частицами (см. раздел 1.5). Ниже будут приведены полученные в этих работах результаты. [c.45] Квазиравновесное течение. Рассмотрим два возможных варианта реализации квазиравновесного течения. Первый вариант — течение с малым пульсационным проскальзыванием частиц (Яе 1). В этом случае сопротивление частиц подчиняется закону Стокса. Второй вариант — течение с относительно большим скольжением дисперсной фазы в пульсационном движении (1 Ке р 1000). Для этого случая учет поправки к закону сопротивления Стокса необходим. [c.45] Неравновесное течение. Для этого случая пренебречь межфазным скольжением в осредненном или пульсационном движении не представляется возможным, т.к. они зачастую оказываются величинами одного порядка, т. е. 0 Ке р/Кбр) = 1. [c.45] 29) и (2.3.30) следует вывод о том, что осредненное скольжение увеличивает пульсационную скорость и температуру частиц. [c.46] Приведенные выще приближенные уравнения пульсационного движения и пульсационного теплообмена частиц представляют самостоятельный интерес и могут быть использованы для определения пульсационной скорости и температуры частиц. С этой целью полученные уравнения интегрируются по времени. Данное время есть минимальная величина из трех времен [17-19] 1) времени динамической (тепловой) релаксации частиц 2) времени взаимодействия частиц с энергонесущими турбулентными вихрями несущего газа 3) времени жизни турбулентного вихря. [c.46] На первый взгляд может показаться, что полученные соотнощения также могут быть привлечены при построении уравнений для корреляций, связанных с дисперсной фазой. Такие корреляции присутствуют в уравнениях, описывающих движение несущего газа (см. раздел 2.4). Вычисление данных корреляций необходимо для установления обратного влияния частиц на параметры течения газа. Однако уравнения движения несущей среды записываются на основе континуального эйлерового подхода. Следовательно и корреляции, присутствующие в этих уравнениях, также должны быть получены на основе метода Эйлера [4]. Что касается описанного выще метода построения уравнений пульсационного движения и теплообмена частиц, то он является сугубо лагранжевым а, следовательно, получаемые уравнения практически не могут использоваться для изучения обратного влияния частиц в рамках эйлерового подхода. [c.46] Наглядными иллюстрациями возможностей использования лагранжевого траекторного метода для изучения поведения частиц в турбулентных потоках газа могут служить работы [20 -22. [c.46] Вернуться к основной статье