Математическое моделирование течений газа с частицами

Целью данной главы является описание имеющихся на сегодняшний день методов математиче ского моделирования гетерогенных потоков. Основные типы моделей гетерогенных потоков и особенности моделирования различных классов турбулентных течений с частицами рассмотрены в разделе 2.2. Раздел 2.3 посвящен описанию возможностей изучения поведения твердых частиц в турбулентном газовом потоке на основе двух различных подходов — стохастического лагранжевого и континуального эйлерового. Особенности математического моделирования течения газа с учетом обратного влияния частиц на его характеристики рассмотрены в разделе 2.4. [c.35]

Равновесное течение. Случай равновесного гетерогенного течения является предельным случаем, математическое и физическое моделирование которого не вызывает больших трудностей. Малоинерционные частицы, присутствующие в равновесном течении, полностью отслеживают турбулентные пульсации скорости несущего газа (см. табл. 1.1). Вследствие этого профиль осредненной скорости этих частиц будет в точности повторять соответствующий профиль для несущей фазы. В частности такие малоинерционные частицы используются при исследовании однофазных потоков с использованием ЛДА. Получаемая в результате измерений скорость частиц-трассеров ассоциируется со скоростью газа. Правда, надо иметь в виду то обстоятельство, что объемная (массовая) концентрация малоинерционных частиц-трассеров, вводимых в однофазный поток, пренебрежимо мала. Вследствие этого обратное влияние частиц не характеристики [c.97]

С ростом концентрации и инерционности частиц выбор между двумя типами моделей гетерогенных потоков является непростой задачей. Таким образом самыми сложными для математического моделирования видами гетерогенных потоков являются средние классы течений. Согласно развитой классификации (см. раздел 1.5) такими течениями являются неравновесные потоки и потоки с крупными частицами при умеренных значениях объемных концентраций дисперсной фазы, когда присутствие частиц оказывает влияние на все (без исключения) характеристики несущего газа. [c.37]

Первые попытки математического моделирования процесса подъема пыли за УВ, распространяющейся вдоль слоя частиц, предпринимались в работах экспериментаторов, которые выдвигали и каким-либо образом подтверждали гипотезы о механизмах подъема частицы. При этом распространенным подходом в описании движения твердой фазы являлся режим одиночных частиц, когда считалось, что поле течения газа определяется только ударной волной и твердой стенкой, которой моделировался слой пыли. Сам же слой или форми- [c.195]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЙ ГАЗА С ЧАСТИЦАМИ [c.35]

Изучена задача о подъеме и воспламенении угольной частицы в поле течения, возникающего после прохождения вдоль запыленной поверхности ударной волны. Описание динамики частицы проводится на основе разработанной и верифицированной ранее математической модели, учитывающей действие сил Саффмана и аэродинамической интерференции. Для моделирования процесса реагирования частицы угля используются представления теории приведенной пленки. Вьтол-нены расчеты, выявляющие качественные и количественные особенности динамики и воспламенения угольной частицы. Сопряженная математическая модель верифицирована по экспериментальным данным о траекториях и зависимости времени задержки воспламенения частиц угля от температуры газа за фронтом проходящей ударной волны. [c.19]

Проблема распространения волн детонации в аэродисперсных смесях газа и реагирующих твердых частиц привлекла внимание исследователей в связи с широким применением в промышленности рабочих тел такого типа. При этом встает вопрос о возникновении гетерогенной детонации, ее стационарном распространении и затухании. Одной из первых проблем, возникающих при попытках физического или математического моделирования инициирования детонации, является воспламенение частиц дисперсного горючего, распыленного в атмосфере окислителя. Теоретическое и экспериментальное рассмотрение данного процесса, возникающего за проходящими и отраясен-нЬгми ударными волнами (УВ), дано в работах [37,41,42] в рамках одномерного течения с плоскими волнами. В [48] теоретически иссле- [c.160]

В [49] методами математического моделирования исследовалась проблема слоевой детонации угольных частиц. В качестве математической модели взят подход двухскоростной двухтемпературной среды с учетом сил Стокса, Магнуса, Саффмана. Течение газа описывается моделью Навье-Стокса. Учитываются химические реакции горения и выход летучих из угольных частиц в процессе нагружения смеси УВ. Авторы остановились на решении двух задач установление детонационного режима и подъем и диспергирование частиц из слоя пыли. Использовалось два численных метода, один из них первого порядка точности по пространству и времени. Инициирование детонации угольной пьши моделировалось в галерее высотой 2.5 м и длиной 75 м, после этого расстояния канал галереи был наполнен только воздухом. Для инициирования слоевой детонации использовалась метановоздушная стехиометрическая смесь, занимающая камеру высокого давления длиной 3,3 м вблизи закрытого конца галереи. Диаметр частиц принят равным 60 мкм, массовая концентрация летучих равнялась 0.26, плотность частиц в слое 3.5...5 кг/м . Приведены распределения давления и температуры вдоль пространственной переменной на срединной линии до момента времени 50 мс. Во второй задаче УВ инициировалась сжатым газом в камере высокого давления. Частицы находились в слоях пыли, прилегающих к верхней и нижней стенкам галереи. Толщина слоев принималась 0,06 м. Средняя плотность частиц была равна 500 кг/м . Коэффициент Магнуса принимался -равным различным значениям О, 20, 85. Расчеты показали, что без учета силы Магнуса подъем и дисперсии пыли незначительны. Толщина.слоя слегка увеличивается, а движутся частицы лишь внутри слоя. При учете этой силы [c.204]