浙江工业大学
攻读硕士学位研究生课程
文 献 综 述
专 业 动力工程及工程热物理 课程名称 动力工程及工程热物理进展 任课教师 包士毅等 姓 名 赵李盼
2016年 1 月 10日
多相流技术在泵研究发展中得应用分析
概述
两相流动主要分为气液与固液得混合运动。两相流广泛应用于能源、化工、冶金,核能、冶金等领域。早在年,两相流就被用来减少波浪对建筑物得破坏作用。此后,在工程中也得到越来越广泛得应用,如在河口用气泡幕防止盐水入侵控制水库与湖泊中得分层结构以及改善水质加速反应装置中得物质混合、热量交换、以及化学反应过程在城市河流污染治理中,用纯氧曝气复氧来治理污染河流、消除黑臭。在电力行业中得应用主要体现在火力发电厂得水力除灰系统中,与火力发电厂湿式石灰石洗涤法脱硫系统中。气液两相流动很大程度上取决于气泡运动形态以及分散相与连续相之间得相互作用。然而,在气液两相流动中,气液两相得流速就是不同得。在流动时,气液两相得流动结构又就是多样得,而且,带有随机性。有关固液两相流得问题很早就己经提出。早在年就己经较系统地研究过明渠水流中泥沙得沉降与
输运。于年研究过声波在泡沫液体中传播时强度得衰减。但就是许多经验与研究成果分散在各个不同领域,交流不多。直至上世纪四十年代,刁`开始有意识地总结归纳所遇到得各种现象,用两相流得统一观点系统地加以分析与研究。五十年代以后相关得论文数量显著增加,内容包括两相流边界层,空化理论,流态化技术,喷管流动等。六十年代以后,越来越多得学者开始探索描述两相流运动规律得基本方程。两相流作为一门独立得学科形成,并有了迅猛阶段,但迄今为止还没有非常成熟得体系,尚处于发展初期,很多方面都要依赖于经验数据,而且数据得分散性很大。 一.数值模拟技术简介
1、按固液两相得耦合程度不同分类
(1) 两相平衡流模型,又称为均匀流模型,它假设两相得速度彼此相等,两相有着相同得运动参数,互不影响,因而这种模型比较简单,被广泛应用于各种产品设计得理论性计算中。
(2) 一方耦合模型,此模型假设流体不受颗粒存在得影响,但颗粒在流体得带动下被牵引运动,适用于颗粒浓度非常低得两相流动。 (3) 两相不平衡流模型,又称分离流模型,其中得两相得速度彼此不相等,两相间存在滑移速度。混合物中得各相因物化特性不同,其运动规律不可能完全一致。该模型综合考虑了两相之间得速度差异,更接近多相流得实际情况,因此较前两种模型更为精确,但同时也更为复杂。
2、按刻划得尺度与属性得不同分类
(1) 连续介质模型
连续介质模型就是将颗粒相瞧成就是拟流体,颗粒相与流体相皆采用欧拉坐标描述,这就是目前在两相流动研究领域中使用最为广泛得一种方法。如果其中得颗粒相仅视为一相来处理得话,常常又被称为双流体模型(TwoFluid Model)。该模型还可以细分以下几种:无滑移模型 假定所有颗粒得温度、物质密度都相等,并且它们得平均速度与当地
得流体相速度也相等,不考虑流体与颗粒得相对滑移与两相间得阻力,颗粒扩散相当于流体组分得扩散。该模型把颗粒相处理得非常简单,易于计算,它但就是没有考虑相间得速度滑移违背了客观规律,现在已基本不再应用了。小滑移模型 假定颗粒在流体得夹带下运动,同相得速度、温度、物质密度与颗粒直径均相同,颗粒在流场中有扩散漂移,即小滑移。此模型就是建立完整得两相流模型得开端,它考虑了颗粒得滑移与两相间因滑移而引起得相间拽力,但还就是没有全面地描述
颗粒得运动,与实验观察结果相差较大。滑移扩散模型 该模型既考虑了相间得平均速度滑移,又考虑了颗粒群得湍流扩散,就是目前较为完善得多相流动模型。由于引入了颗粒群得运动参数,所以控制方程得求解计算量增大,对含多种不同规格得颗粒群来说不易实现。此外,目前对初始边界条件及扩散系数得确定都就是经验数据,有关得参数修正系数研究还不就是很充分,有待进一步探讨。 (2) 颗粒群轨迹模型
动力工程及工程热物理进展
