根據(jù)相對運(yùn)動原理,結(jié)合CFD技術(shù),數(shù)值研究了在圓形截面通道高Re數(shù)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(xiàn)象在高雷諾數(shù)層流管道中所出現(xiàn)的內(nèi)部聚集圓環(huán)的力學(xué)成因和影響因素。研究結(jié)果表明:顆粒在高雷諾數(shù)工況下所受的慣性升力的空間分布規(guī)律與低雷諾數(shù)工況完全不同,有兩個穩(wěn)定的升力零點(diǎn):一個靠近通道中心,是形成顆粒內(nèi)環(huán)聚集區(qū)域的力學(xué)成因;另一個靠近壁面,是形成顆粒外環(huán)聚集區(qū)的力學(xué)成因。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)升力并無明顯相關(guān)性,而是源于流場壓力場的貢獻(xiàn);影響顆粒內(nèi)環(huán)聚集區(qū)的主要因素為顆粒相對粒徑和Re數(shù)。相同條件下,該內(nèi)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(shù)的增大而減小。 

【文章來源】：能源工程. 2019,(06)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

相對運(yùn)動模型

Re=1000、a+=1/17工況下實(shí)驗(yàn)

已有研究[3-6]表明,在圓管內(nèi)影響顆粒慣性聚集位置的主要因素是通道Re數(shù)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(shù)下顆粒慣性聚集位置的變化的力學(xué)成因。圖4為a+=1/17的顆粒在高Re數(shù)下升力系數(shù)的分布曲線。由圖可知,在r+=0.5左右都出現(xiàn)了負(fù)升力,而負(fù)升力導(dǎo)致了內(nèi)環(huán)的出現(xiàn)。內(nèi)環(huán)位置隨Re數(shù)增大向通道中心移動,但偏移的幅度很小;外環(huán)隨Re數(shù)的增大向壁面移動,和MATAS等[9]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微通道中彈性顆粒所受慣性升力特性的數(shù)值研究[J]. 王企鯤,王浩.  機(jī)械工程學(xué)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(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2014(05)
[3]微通道中顆粒所受慣性升力特性的數(shù)值研究[J]. 王企鯤.  機(jī)械工程學(xué)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(xué)通報. 2011(21)



本文編號：3452055