强迫振动下垂直管道固液两相流数值模拟研究

强迫振动下垂直管道固液两相流数值模拟研究
万初一;范祖相;周岱;韩兆龙;朱宏博;包艳
【期刊名称】《力学学报》
【年(卷),期】2024(56)3
【摘要】粗颗粒固液两相流的管道输运适用于深海采矿工程.扬矿管道在流致振动作用下的内部固液两相流的输运机理尚未被完全探究.因此,采用计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的方法,分析不同粒径、不同振动频率与振幅和不同浓度工况下在强迫振动管道中的粗颗粒动力学特性以及管内流场变化特性.其中,将管道的振动简化为一维径向振动,将实际工况中的柔性管道假定为刚体管道.研究表明,在管道振动过程中,大颗粒相比小颗粒的惯性更大,而流体也需要更大的速度产生更大的曳力推动大颗粒,导致更大的轴向流场速度以及更大的轴向颗粒速度.随着粒径增大,大颗粒对流场的扰动更大,导致流体与壁面间的作用力更大;并且大颗粒与壁面间的碰撞和摩擦作用力更大,因此壁面剪应力增大.同时,大颗粒与流体间摩擦损耗的能量也更大.因此管道需要更大的能量将其输运,导致振动管道内的压降增加.增大管道振动频率与振幅会导致颗粒在截面上的分布更加分散,同时对流场扰动更大,然而对轴向流场速度的影响相对较小.增大进料浓度使颗粒间、颗粒与流场间的作用更加频繁,导致颗粒分布发生变化,并导致更大的轴向流场速度和湍动能.
【总页数】11页(P586-596)
【作者】万初一;范祖相;周岱;韩兆龙;朱宏博;包艳
【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院;上海齐耀动力技术有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TD50
【相关文献】
1.石化管道液固两相流冲蚀磨损的数值模拟研究
2.基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟
3.固液两相流诱发变径及T型管道振动实验研究及数值模拟
4.固-液两相流黑水管道冲蚀磨损的数值模拟研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。