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《矩形截面弯管内气固两相流及对管壁磨损的数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.,o。第13卷第4期空气动力学学报Vol13N41995年12月ACTAAERODYNAMICASINICADeC1995矩形截面弯管内气固两相流及对管壁磨损的数值分析章本照沈新荣方建农,浙江大学浙江杭州(邮政编码310027),、摘要在便于描述矩形截面弯管流动的曲线坐标系中计算了气固两相流颗粒对。、、。管壁的磨损位置与磨损量分析了弯管曲率弯管安放方式颗粒大小对磨损状况的影响,。本文计算与实验数据比较符合良好,,。关键词弯管两相流磨损张量应用引言,,工程中广泛应用的固体颗粒的管道输送系统存在壁面的磨损问题弯头处尤为突出。系统地研究弯管内气固两相流以及颗粒对管壁的磨损,对
2、于工程上采取防磨损措,。施具有直接意义·。,多「,”弯管中气固两相流以及壁面磨损的研究半是圆形截面管道工程中常用的on,矩形截面弯管仅见Mas等人的直角弯管内颗粒对壁面磨损的实验研究文中给出了较t,’。详细的实验结果。本文采用数值计算方法研究矩形截面弯管内的气固两相流以及颗粒对壁面的磨损:,内容具有如下特点(l)建立适合矩形截面弯管几何形状的曲线坐标系推导出这种曲、。线坐标中的气固相的运动方程(2)在假定气相二次流速度与轴向速度相比是小量的,er,。前提下采用Galkin方法获得矩形截面上轴向速度的近似分析表达式(3)对于,,。固体颗粒的计算采用文献〔幻中的方法但磨损量采
3、用更为符合实际的统计处理(4)、、,,系统地研究弯管不同曲率弯管安放方式不同颗粒粒径等因素壁面被磨损的状态。,可为工程上的防磨措施提供有价值的参考依据(5)计算了文献〔3〕中的实例结果与,。文献中的实验数据比较基本吻合一、曲线坐标系中气固两相流方程1.曲线坐标系』,,假定矩形截面弯管的中白轴线是圆弧曲线为适合这种几何形状引进这样一种曲,z。“。线坐标即把通常的直角坐标系的轴弯曲成圆弧曲线坐标变量记为(图1)根据,。本文于1994年3月3日收到1月2。日收到修改稿436空气动力学学报(1995年)第13卷,不rist张量分析理论难获得该坐标系的度量张量及Choffel符号的
4、非零分量为::2,二;,,~(1一化x)刀=g=1g:x万份梦,_1g=g=lgg劣2(1一)化。厂登一厂1一KX图1曲线坐标系厂。~衬衬x孟(1一).。Fis1Thecu,vilinearcoordina‘e“ys‘em、其中是圆弧曲率2.一S方程气体在曲线坐标系中的N,一根据张量分析理论可推导出粘性不可压流体在上述坐标系中的连续性方程和NS。。,v,,方程记速度云的物理分量为(u二)方程为..dudyld田化~-二一十十一U一UOx—dgl一H%—口s]一材x..,2ZuZududu—切du—“1dfdd一,U日V丫二一十一脚=一梦l,十十O‘‘—x—口刀1eK义05
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11、_一双p一临一口户一脚户刁若衬切1一KX—(2)}=.丛dt二f化p丛dt1一衬戈为切第4期章本:照等矩形截面弯管内气固两相流及对管壁磨损的数值分析437‘。,式中f是颗粒受到的作用力的物理分量在管道输送中一般只考虑由于气体和颗粒速度差,引起的阻力以及重力表达式为一。厂G(石一几)+歹(3),阻上式中歹是重力力常数。3P口。一,=七n石石}一—4两心g、,,,D,其中p巧分别是气固相的密度d是颗粒直径C是颗粒的阻力系数一般假定颗,刀。,粒是圆球形C和R‘的关系由标准阻力系数曲线给出在颗粒较小时颗粒雷诺数口,“u1,es,R‘二p两l云一石!/<可采用Stok阻力公式此时
12、一R2一心4CO一(4)、二矩形截面弯管内气体和颗粒运动的数值解1.问题的提出,(见图,:一O,考虑矩形截面弯管中心轴线是圆弧线1)弯管的进口截面圆弧线的。,“,“。,圆心角甲=心(18。/耐甲=0为进口截面卯一90为出截面截面是边长2a的正方形u二。通过弯管的气体平均流速为:,“,v。引进下列假定(1)管道截面上的二次流的速度相对轴向速度是小量即《w,seons,usyss。,(2)流动充分发展即dP/d=t。/d二d/。=。田/。=o(3)固相浓度很小。忽路颗粒阻力对气体运动的影响,研究目的是通过对弯管中气固两相流的求解计
