ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчетно-теоретические исследования из "Турбулентные течения газа с твердыми частицами" Центр системы координат был расположен в центре сферы, а ось х направлена вниз по потоку, так что критическая точка имела координаты X = -1,у = 0. [c.131] Затем в [2] для расчета осесимметричного течения был произведен переход от декартовой системы координат к цилиндрической. [c.132] В [2] также исследовалось влияние силы тяжести на осаждение частиц. Были рассмотрены два случая — обтекание сферы нисходящим и восходящим потоками газовзвеси. Для этого в правой части (5.2.4) был добавлен член = Тро g/Uxo, где g — ускорение силы тяжести. Очевидно, что влияние силы тяжести будет значительным только в случае, когда скорость витания частиц Тро g и скорость потока Uxo, в котором они взвешены, являются величинами одного порядка. [c.132] В табл. 5.1 представлены значения коэффициента осаждения частиц в зависимости от их инерционности. Из приведенных данных видно, что учет силы тяжести вызывает рост коэффициента осаждения при обтекании сферы нисходящим потоком и уменьшение коэффициента осаждения при восходящем потоке. Таким образом с ростом инерции частиц и уменьшением скорости течения неучет силы тяжести может приводить к существенным погрешностям. [c.132] Полученные в результате расчетов траектории частиц приведены на рис. 5.3 — 5.5. [c.133] В описанных выше работах были рассмотрены достаточно идеализированные случаи обтекания тел. При постановке и проведении расчетов не учитывалось влияние вязкого пограничного слоя, развивающегося на обтекаемом теле, не рассматривалось движения отраженных от тела частиц и обратное влияние частиц на газ. Неизотермичность течения, приводящая к возникновению силы термофореза, также может оказывать существенное влияние на процесс обтекания тела запыленным потоком. Далее будут рассмотрены результаты исследований, авторы которых пытались учесть те или иные из перечисленных выше физических факторов. [c.133] Рейнольдса ведет к уменьшению толщины пограничного слоя, что снижает его оттесняющее действие. [c.135] Во всех описанных выше исследованиях предполагалось, что частицы, попавшие на поверхность тела, исчезают из потока. Такая постановка задачи приемлема, когда в качестве дисперсной фазы рассматриваются жидкие капли или частицы, образующие после попадания на тело тонкую пленку вдоль обтекаемой поверхности. [c.135] В работе [9] исследовано обтекание цилиндра гетерогенным потоком с учетом пограничного слоя, обратного влияния частиц на газ, а также влияния отраженных частиц. Рассматривалось течение с относительно небольшим объемным содержанием частиц, поэтому взаимодействие между частицами не учитывалось. Параметры сплошной среды рассчитывались в эйлеровой постановке, а в лагранжевых уравнениях движения частиц учитывалась только сила аэродинамического сопротивления. [c.135] Полученные в результате расчетов траектории кварцевых частиц (рр = = 2444 кг/м ) различных размеров, движущихся в потоке воздуха, при обтекании цилиндра (R = 1,5675 мм) для числа Рейнольдса Repm = = 2UxoR/i = 40 показаны на рис. 5.6 — 5.8. Можно видеть, что траектории разных частиц сильно отличаются между собой мелкие частицы не соударяются с поверхностью тела, в то время как крупные частицы сталкиваются с телом и отклоняются в сторону. Большое влияние на движение частиц оказывает пограничный слой. Учет вязкости газа приводит к увеличению эффективного размера цилиндра на толщину вытеснения пограничного слоя, что влияет на траектории частиц и уменьшает коэффициент их осаждения. Наглядным подтверждением сказанного может служить рис. 5.9, где представлены распределения коэффициентов улавливания частиц в случае обтекания цилиндра как вязкой, так и идеальной жидкостью. [c.136] Недостатком работы [9] является неучет силы тяжести, которая для условий этого исследования должна была оказывать значительное влияние, изменяя траектории частиц и нарушая симметрию потока в рассмотренном случае горизонтального обтекания. [c.136] Имеются работы, посвященные исследованиям сверхзвукового обтекания тел гетерогенными потоками [10,11]. Однако эти теоретические исследования выполнены для малых значений массовых концентраций частиц, что позволяет изучать динамику как падающих, так и отраженных частиц в заданном поле скоростей газа. [c.136] Моделирование внешнего сверхзвукового обтекания затупленных тел гетерогенным потоком с учетом обратного влияния частиц на газ проведено в [12, 13]. Динамика частиц рассчитывалась на основании эйлерового континуального подхода. В этих работах получены траектории частиц при поперечном обтекании запьшенным потоком пластины конечной толщины. Распределения продольной скорости газа в присутствии частиц различных размеров и самих частиц без учета их отражения от поверхности тела, полученные в [12], показаны на рис. 5.10. Из приведенных данных видно, что скорости газовой и дисперсной фаз сильно различаются. С увеличением инерционности частиц их скорость на поверхности пластины возрастает. Присутствие в потоке крупных частиц оказывает большее влияние на распределение скорости несущего газа в области торможения. [c.136] Анализ полученной в [13] системы уравнений выявил восемь безразмерных параметров, определяющих интенсивность физических процессов при сверхзвуковом обтекании тел гетерогенными потоками. Среди них число Маха невозмущенного потока показатель адиабаты газа коэффициент восстановления продольной составляющей скорости массовая концентрация частиц в невозмущенном потоке степень инерционности частиц параметр скоростной неравновесности падающих и отраженных частиц параметр, характеризующий изменение массовой концентрации за счет столкновений и число Рейнольдса, вычисленное по диаметру частицы. [c.139] Вернуться к основной статье