全耦合CFD-DEM颗粒水力输送模型及其在倾斜管中的应用
2024-03-03分类号:U171
【部门】中国农业大学水利与土木工程学院 中国水利水电科学研究院水资源研究所
【摘要】为克服传统计算流体动力学离散元法(CFD-DEM)中流体网格需为颗粒尺寸数倍的限制,该文综合考虑相间作用力和颗粒湍流相互作用,建立了基于扩散平均算法的全耦合CFD-DEM密集颗粒水力输送模型。经实验验证,全耦合模型能很好地预测管内两相流动特性。研究了管道倾角对2 mm粗颗粒水力输送特性包括颗粒空间分布、两相轴向速度、流体湍动能和压降等的影响。结果表明:随着倾角增加,颗粒由偏向管道底部堆积的分布逐渐向近乎均匀的分布转变,流体轴向速度和湍动能分布先逐渐不对称后恢复对称,在60°时不对称程度最大;颗粒颗粒和颗粒壁面间碰撞次数均随倾角增加先略微增加后迅速减小;两相流压降随倾角增加先增加后减小,在60°时最大。为降低能耗,输送颗粒应避免使用60°倾斜管,尽量使用小角度或大角度倾斜管。
【关键词】倾斜管 水力输送 计算流体动力学离散元法(CFD-DEM) 压降 两相流
【基金】国家自然科学基金国际合作与交流项目(41961144014)
【所属期刊栏目】清华大学学报(自然科学版)
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