粗糙壁面上氣固兩相湍流流動特性的PIV測量.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、眾所周知,氣固兩相湍流廣泛存在于自然界、人體醫(yī)學、工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域中,如沙塵暴、人體呼吸道內(nèi)可吸入顆粒物的流動、煤粉氣力輸運、流化床以及煤粉燃燒等。而在實際的工業(yè)生產(chǎn)中由于種種缺陷導致氣固兩相流動流經(jīng)的表面并非完全光滑,因此,研究粗糙壁面上氣固兩相湍流對科學發(fā)展和實際工程應用具有重要指導意義。
  本文采用粒子圖像測速技術(shù)研究粗糙壁面上氣相湍流槽道流動特性,分析不同的壁面粗糙度對氣相湍流特性和空間結(jié)構(gòu)的影響,實驗中粗糙壁面是由三

2、維粗糙元緊密排布組成的。研究發(fā)現(xiàn),相比于光滑壁面氣相湍流,粗糙度的存在會顯著減小氣相流向平均速度、增大雷諾應力,并且粗糙度越大效果越明顯。但是,當這些湍流統(tǒng)計量用壁面摩擦速度特征化后發(fā)現(xiàn)存在壁面相似現(xiàn)象。此外,壁面粗糙度對氣相的象限事件也有影響,壁面粗擦度會減小近壁面處上噴事件和下掃事件的概率密度,但是對邊界層外層的象限事件影響較小。對湍流空間結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn),小尺度的空間結(jié)構(gòu)受壁面粗糙度的影響比大尺度空間結(jié)構(gòu)要小,基本滿足壁面相似假說。

3、
  在粗糙壁面單相實驗的基礎上加入離散相,對比分析壁面粗糙度和顆粒對氣相湍流特性的影響。實驗結(jié)果表明,顆粒的拖曳作用增大了氣相流向平均速度,顆粒的存在還會增大雷諾應力和象限事件概率,并且顆粒粒徑越大效果越顯著。對比單相湍流實驗和氣固兩相湍流實驗中粗糙度對氣相湍流特性的影響,發(fā)現(xiàn)氣相的流向平均速度和雷諾應力受粗糙度影響規(guī)律相似。但不同的是,當顆粒存在時壁面粗糙度會增大近壁面處上噴事件和下掃事件的概率密度,顯然顆粒的存在會改變粗糙度

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