凝并和冷凝_蒸发对颗粒尺度分布的影响_赵海波

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1、第34卷第6期化学工程Vo.l34No.62006年6月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jun.2006凝并和冷凝/蒸发对颗粒尺度分布的影响赵海波,郑楚光(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074)摘要:利用多重MonteCarlo算法对13种典型工况进行数值模拟,考察不同类型的凝并核和冷凝/蒸发核对多分散性颗粒尺度分布时间演变的影响。发现常凝并核要比线性和二次方凝并核对小颗粒的影响大一些、对大颗粒的影响小一些,线性和二次方凝并核对颗粒尺度分布的时间演变影响则取决于具体情况;常冷凝核要比线性冷凝核对小颗粒的影响大一些、对大颗粒的影响小一些;连续区布

2、朗凝并核类似于常凝并核;扩散冷凝核对颗粒尺度分布的影响界于常冷凝核和线性冷凝核之间。关键词:多重MonteCarlo算法;凝并;冷凝/蒸发;通用动力学方程;多分散性颗粒中图分类号:TK121;O359文献标识码:A文章编号:1005-9954(2006)06-0021-05Influenceofdifferentcoagulationkernelandcondensation/evaporationkernelonparticlesizedistributionZHAOHa-ibo,ZHENGChu-guang(StateKeyLabofCoalCombustion,Huazhon

3、gUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,China)Abstract:Mult-iMonteCarlomethodwasusedinthenumericalsimulationof13kindsoftypicalcomputationalcasesinordertoinvestigatetheinfluenceofdifferentcoagulationkernelandcondensation/evaporationkernelonthetimeevolutionofparticlesizedistr

4、ibution(PSD).Numericalresultsshowthatconstantcoagulationkernelhasmoreinfluencesonsmallparticlesthanlinearandquadraticcoagulationkerne,lwhereashaslessinfluencesonbigparticlesthanlinearandquadraticcoagulationkerne;linthesameway,constantcondensationkernelhasmoreinfluencesonsmallparticlesandlessin

5、fluencesonbigparticlesthanlinearcondensationkerne;lBrowniancoagulationkernelinthecontinuumregimeisweaklysize-dependen,tsimilartoconstantcoagulationkerne;lthedegreeofinfluenceonparticlesizedistributionofdiffusivecondensationkerneliswithinthescopeofthatofconstantandlinearcondensationkerne.lKeywo

6、rds:Mult-iMonteCarlomethod;coagulation;condensation/evaporation;generaldynamicsequation;polydisperseparticles自然界和工程中广泛存在着颗粒物的凝并和冷V1maxQB(V1,V2,t)np(V2,t)dV2-凝/蒸发现象,由于离散系统中颗粒的凝并和冷凝/V1min凝并蒸发等动力学事件所导致的颗粒尺度分布(PSD)的9[I(V1,t)np(V1,t)](1)9V1冷凝/蒸发时间演变一直是研究重点和研究关键之一。通用动力学方程(GDE)用于描述PSD的演变过程,考虑凝其中np(V1

7、,t)为颗粒尺度分布函数(量纲为个#-3-3并和冷凝/蒸发的GDE如下:m#m),表示时刻t、体积V1的颗粒在单位体积dnp(V1,t)1V1内的颗粒浓度;B(V1,V2,t)是t时刻、体积V1和V2=B(V1-V2,V2,t)np.3-1-1dt2QV1min的2颗粒的凝并核(量纲为m#个#s),表示(V1-V2,t)np(V2,t)dV2-np(V1,t)#单位时间内2颗粒发生一次凝并的概率;I(V1,t)为3-1冷凝/蒸发核(量纲为m#s),表示t时刻颗粒的基金

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1、第34卷第6期化学工程Vo.l34No.62006年6月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jun.2006凝并和冷凝/蒸发对颗粒尺度分布的影响赵海波,郑楚光(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074)摘要:利用多重MonteCarlo算法对13种典型工况进行数值模拟,考察不同类型的凝并核和冷凝/蒸发核对多分散性颗粒尺度分布时间演变的影响。发现常凝并核要比线性和二次方凝并核对小颗粒的影响大一些、对大颗粒的影响小一些,线性和二次方凝并核对颗粒尺度分布的时间演变影响则取决于具体情况;常冷凝核要比线性冷凝核对小颗粒的影响大一些、对大颗粒的影响小一些;连续区布

2、朗凝并核类似于常凝并核;扩散冷凝核对颗粒尺度分布的影响界于常冷凝核和线性冷凝核之间。关键词:多重MonteCarlo算法;凝并;冷凝/蒸发;通用动力学方程;多分散性颗粒中图分类号:TK121;O359文献标识码:A文章编号:1005-9954(2006)06-0021-05Influenceofdifferentcoagulationkernelandcondensation/evaporationkernelonparticlesizedistributionZHAOHa-ibo,ZHENGChu-guang(StateKeyLabofCoalCombustion,Huazhon

3、gUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,China)Abstract:Mult-iMonteCarlomethodwasusedinthenumericalsimulationof13kindsoftypicalcomputationalcasesinordertoinvestigatetheinfluenceofdifferentcoagulationkernelandcondensation/evaporationkernelonthetimeevolutionofparticlesizedistr

4、ibution(PSD).Numericalresultsshowthatconstantcoagulationkernelhasmoreinfluencesonsmallparticlesthanlinearandquadraticcoagulationkerne,lwhereashaslessinfluencesonbigparticlesthanlinearandquadraticcoagulationkerne;linthesameway,constantcondensationkernelhasmoreinfluencesonsmallparticlesandlessin

5、fluencesonbigparticlesthanlinearcondensationkerne;lBrowniancoagulationkernelinthecontinuumregimeisweaklysize-dependen,tsimilartoconstantcoagulationkerne;lthedegreeofinfluenceonparticlesizedistributionofdiffusivecondensationkerneliswithinthescopeofthatofconstantandlinearcondensationkerne.lKeywo

6、rds:Mult-iMonteCarlomethod;coagulation;condensation/evaporation;generaldynamicsequation;polydisperseparticles自然界和工程中广泛存在着颗粒物的凝并和冷V1maxQB(V1,V2,t)np(V2,t)dV2-凝/蒸发现象,由于离散系统中颗粒的凝并和冷凝/V1min凝并蒸发等动力学事件所导致的颗粒尺度分布(PSD)的9[I(V1,t)np(V1,t)](1)9V1冷凝/蒸发时间演变一直是研究重点和研究关键之一。通用动力学方程(GDE)用于描述PSD的演变过程,考虑凝其中np(V1

7、,t)为颗粒尺度分布函数(量纲为个#-3-3并和冷凝/蒸发的GDE如下:m#m),表示时刻t、体积V1的颗粒在单位体积dnp(V1,t)1V1内的颗粒浓度;B(V1,V2,t)是t时刻、体积V1和V2=B(V1-V2,V2,t)np.3-1-1dt2QV1min的2颗粒的凝并核(量纲为m#个#s),表示(V1-V2,t)np(V2,t)dV2-np(V1,t)#单位时间内2颗粒发生一次凝并的概率;I(V1,t)为3-1冷凝/蒸发核(量纲为m#s),表示t时刻颗粒的基金

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