根據相對運動原理,結合CFD技術,數值研究了在圓形截面通道高Re數層流中,顆粒所受慣性升力的空間分布特征,提出了顆粒慣性聚集現象在高雷諾數層流管道中所出現的內部聚集圓環(huán)的力學成因和影響因素。研究結果表明:顆粒在高雷諾數工況下所受的慣性升力的空間分布規(guī)律與低雷諾數工況完全不同,有兩個穩(wěn)定的升力零點:一個靠近通道中心,是形成顆粒內環(huán)聚集區(qū)域的力學成因;另一個靠近壁面,是形成顆粒外環(huán)聚集區(qū)的力學成因。這種現象的產生與旋轉誘導升力并無明顯相關性,而是源于流場壓力場的貢獻;影響顆粒內環(huán)聚集區(qū)的主要因素為顆粒相對粒徑和Re數。相同條件下,該內環(huán)聚集區(qū)的半徑會隨顆粒相對粒徑的增大而增大,隨管道Re數的增大而減小。 

【文章來源】：能源工程. 2019,(06)

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

相對運動模型

Re=1000、a+=1/17工況下實驗

已有研究[3-6]表明,在圓管內影響顆粒慣性聚集位置的主要因素是通道Re數和顆粒相對粒徑a+。因此本研究主要從這兩個方面,探討顆粒在高Re數下顆粒慣性聚集位置的變化的力學成因。圖4為a+=1/17的顆粒在高Re數下升力系數的分布曲線。由圖可知,在r+=0.5左右都出現了負升力,而負升力導致了內環(huán)的出現。內環(huán)位置隨Re數增大向通道中心移動,但偏移的幅度很小;外環(huán)隨Re數的增大向壁面移動,和MATAS等[9]的實驗結果一致。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微通道中彈性顆粒所受慣性升力特性的數值研究[J]. 王企鯤,王浩.  機械工程學報. 2015(14)
[2]顆粒慣性聚集中慣性升力的特性研究[J]. 王企鯤,李海軍,李昂,孫仁.  水動力學研究與進展A輯. 2014(05)
[3]微通道中顆粒所受慣性升力特性的數值研究[J]. 王企鯤.  機械工程學報. 2014(02)
[4]基于慣性微流原理的微流控芯片用于血漿分離[J]. 黃煒東,張何,徐濤,李卓榮,周雷激,楊夢甦.  科學通報. 2011(21)



本文編號：3452055