Течение с частицами в пограничном слое обтекаемого тела

Течение с частицами в пограничном слое обтекаемого тела [c.152]

Приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований турбулентных двухфазных течений газ-твердые частицы . Особое внимание уделено изучению поведения частиц, взвешенных в турбулентном потоке газа, и их обратному влиянию на характеристики течения несущей фазы. Анализируются характеристики гетерогенных потоков в каналах (трубах), а также вблизи лобовой точки обтекаемых тел и в пограничном слое, развивающемся на их поверхности. Детально рассмотрены проблемы физического моделирования турбулентных потоков газа, несущих твердые частицы. [c.1]

В случае движения частицы в потоке газа, где имеется градиент осредненной скорости в продольном направлении (например, при течении в соплах, пограничном слое или вблизи обтекаемых тел), а также при разгоне частиц в потоке с постоянным значением осредненной скорости необходимо учитывать инерционность частиц при анализе процесса релаксации осредненных скоростей фаз. Для этого необходимо ввести число Стокса в осредненном движении, которое запишем в следующем виде [c.28]

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]

В пятой главе описаны особенности обтекания тел потоками газа с частицами. Проанализированы имеющиеся данные по изучению поведения частиц вблизи критической точки обтекаемых тел различной формы, а также влияния частиц на характеристики несущей фазы. Рассмотрено влияние различных факторов (инерционности частиц, силы тяжести, силы Сэфме-на и т. д.) на осаждение частиц. Значительное внимание уделено описанию особенностей гетерогенного течения в пограничном слое, развивающегося вдоль поверхности тела. Рассмотрены и проанализированы данные экспериментов по распределениям скоростей чистого воздуха, воздуха в присутствии частиц и самих твердых частиц во всех областях развивающегося вдоль поверхности модели пограничного слоя — ламинарной, переходной и турбулентной. Показано, что присутствие в потоке частиц приводит к ускорению начала ламинарно-турбулентного перехода. Рассмотрены результаты воздействия частиц на интенсивность турбулентности несущего воздуха в турбулентном пограничном слое. Описаны и проанализированы данные экспериментов по распределениям скоростей падающих и отраженных от поверхности тела частиц. Определены размеры области существования фазы отраженных частиц при варьировании инерционности дисперсной [c.7]

Поэтому аналогично (4.7.28) можно показать, что в линейном решении допустимо пренебречь изменением искомых функций не только в зоне ЛОх, приходящейся на тонкое тело, но и в трехскоростной зоне AOS. Пными словами, зону трехскоростного течения можно не принимать во внимание при анализе течения в двухскоростной зоне SOM, ибо если выполняются условия АЛЛ) и (4.7.14), то межфазные взаимодействия в зоне трехскоростного течения вносят возмущение Поэтому, как уже упоминалось, значение коэффициепта и наличие отраженных частиц, определяя структуру пристенного трехскоростного слоя, в линейном решении не влияет на распределение давления и скоростей фаз на обтекаемой поверхности ОА тонкого тела. Эта ситуация аналогична той, которая имеет место в классической аэродинамике, когда распределение давления на обтекаемой поверхности допустимо находить по теории идеального газа в пренебрежении вязкостью, п последняя влияет лишь на структуру тонкого пограничного слоя на теле. [c.381]

В промышленной практике твердые тела, представляющие собою гладкие плоские пластины или тела хорошо обтекаемой формы, встречаются сравнительно редко. Чаще обтекание тел реальной формы происходит с отрывом пограничного слоя (см. рис. 1.5), и характер течения на лобовой части тела и в кормовой области существенно различен. Если частица необтекаемой формы не слишком велика, то пограничный слой по мере увеличения толщины не успевает турбулизоваться до точки отрыва, и диффузионный поток на переднюю часть тела можно рассчитывать по соотношениям для ламинарного пограничного слоя (1.37), (1.38) и т. д. Ниже точки отрыва в кормовой области (О л/2) течение жидкости носит неупорядоченный характер. [c.31]

Важным параметром является число Рейнольдса. При Ке 1 вязкие члены в (5.107) малы по сравнению с инерционными. Пренебрегая ими, получим уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера). Эти уравнения описывают движение жидкости в потоке, кроме небольших областей, прилегающих к поверхности обтекаемого тела. Вблизи этих поверхностей силы вязкости могут быть сравнимы с инерционными, что приводит к образованию вязкого пограничного слоя толщины 5 /Ке / , где Ь — характерный размер тела. Приближение Ке 1 приводит к безынерционному течению жидкости, описываемому уравнениями Стокса. Эти уравнения следуют из (5.107), в которых опущены инерционные члены. К таким уравнениям сводятся задачи микрогидродинамики, например задачи о движении маленьких частиц в жидкости. [c.72]

Настоящая глава посвящена рассмотрению вопросов, связанных с обтеканием тел потоками с твердыми частицами. Данная проблема возникла в связи с изучением движения различных летательных аппаратов в запыленной атмосфере, а также движения двухфазных теплоносителей в трактах энергетических установок. Присутствие твердых частиц может приводить к значительному (порой многократному) увеличению тепловых потоков, а также к эрозионному износу обтекаемой поверхности. Эти явления обусловлены совместным действием целого ряда причин, среди которых — изменение структуры течения набегающего на тело потока, а также характеристик пограничного слоя, развивающегося на обтекаемом теле, соударения частиц с поверхностью, изменение шероховатости поверхности и многое другое. Интенсивность процессов, сопутствуюшдх обтеканию тел гетерогенными потоками, зависит от инерционности и концентрации частиц. Следует отметить, что инерционность частиц напрямую определяется геометрией и параметрами течения и может изменяться для одних и тех же частиц в очень широких пределах. Наличие различных характерных времен (длин) несущего потока (вблизи критической точки обтекаемого тела, вдоль его поверхности, собственно турбулентных масштабов и т. д.) сильно осложняют изучение таких потоков и обобщение данных. Что касается концентрации частиц, то ее значение может многократно превышать исходное значение в невозмущенном потоке из-за резкого торможения потока при приближении к телу, взаимодействия частиц со стенкой, а также межчастичных столкновений. При движении частиц вдоль поверхности тела в пограничном слое, где имеются значительные градиенты скорости и температуры (в случае неизотермического течения), их распределение зачастую носит сложный характер, а концентрация также превышает свое значение в набегающем на тело потоке. [c.129]

Вязкое обтекание гетерогенным потоком лобовой поверхности сферы при числах Рейнольдса, определяемых как Кврт = UxqR/v = 10 —10 , рассмотрено в [4]. Считалось, что несущий газ является несжимаемым, а концентрация частиц пренебрежимо мала, так что они не оказывают влияние на течение сплошной среды. Проведенные расчеты показали, что пограничный слой сильно искажает траектории частиц, препятствуя их движению к стенке. Это объясняется тем, что вязкий газ тормозится интенсивнее идеального, что в свою очередь ведет к более интенсивному торможению твердых частиц. Частицы, движущиеся в пограничном слое вблизи обтекаемой поверхности, резко теряют свою скорость, зависают и далее дрейфуют вдоль поверхности тела. Это приводит к тому, что коэффициент осаждения частиц уменьшается. В [4] также делается важное заключение [c.133]

Вихревое движение возникает также при наличии поверхности раздела фаз. Поверхности раздела образуются при про-тивоточиом движении жидкостей и обтекании жидкостью тел любой формы (шаровидных частиц, цилиндрических тел и т. д.). В результате трения между движущейся жидкостью и обтекаемым телом возникает так называемый пограничный слой, толщина которого зависит от свойств жидкости и характера движения потока. Поверхности раздела могут образоваться за счет изменения давления р и плотности р жидкости при ее течении. На величину плотности жидкости существенное влияние оказывает изменение концентрации вещества и температуры потока. [c.49]