Информационная система "Конференции"

VI Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (с участием иностранных ученых)

29-31 октября 2005 года, г. Кемерово, Россия

Тезисы докладов

математическое моделирование

Моделирование движения частиц в турбулентном газовом потоке

Шахрай С.Г., Сугак Е.В.

Сибирский государственный аэрокосмический университет (Красноярск)

Для решения многих технологических проблем требуется создание математических моделей движения гетерофазных потоков, учитывающих комплекс физических явлений межфазного обмена массой, импульсом и энергией. При этом, как правило, возникают трудности как физического, так и математического характера, что связано со сложностью описания взаимодействия с газом даже отдельной твердой шаровой частицы. Детальное исследование взаимодействия твердой частицы или капли с газом потребовало бы привлечения практически всех методов газодинамики, термодинамики и физико-химической кинетики. Противоречие между необходимостью детального описания процессов, происходящих с отдельной частицей, и требованием их учета в виде элементарных актов взаимодействия в общей динамике аэродисперсной смеси требует принятия компромиссных решений, дополнительных гипотез и упрощающих допущений в построении моделей динамики отдельной частицы и динамики системы в целом.

В результате анализа турбулентного течения газодисперсных систем в широких диапазонах параметров потока получены соотношения между средней и динамической скоростями газа, позволяющие рассчитать профиль скорости газа в турбулентном потоке, описать структуру и характеристики турбулентности, а также система дифференциальных уравнений двухмерного нисходящего или восходящего движения частицы в газовом потоке.

Анализ результатов расчетов и равновесных траекторий частиц в восходящем и нисходящем потоках позволяет сделать следующие выводы:

- в восходящем газодисперсном потоке частицы под действием градиента осевой скорости в целом мигрируют к оси канала, в нисходящем – к стенке;

- при обычных значениях основных параметров газодисперсных потоков относительная осевая скорость частиц быстро становится равной скорости седиментации;

- подъемная сила Магнуса-Жуковского может оказывать существенное влияние на движение только достаточно крупных частиц с небольшими начальными скоростями в пределах ламинарного пристенного и буферного слоев.

В реальных условиях отклонения траекторий частиц от расчетных (равновесных) могут быть вызваны турбулентными пульсациями газа, регенерацией свободной поверхности частиц за счет их взаимодействия с поверхностью канала или между собой, а также дробления. Поэтому расчетные зависимости и траектории частиц можно рассматривать только как осредненные или как тенденции поведения частиц.

Полученные результаты расчетов качественно подтверждаются данными экспериментальных исследований.

Дополнительные материалы: Полный текст доклада
Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]