Рис. 4.
Зависимость относительного
диаметра частиц от плотности частиц
и температуры газа:
1
—
Т
= 288
K,
2
—
Т
= 576
K
влияют плотность и вязкость газа,
зависящие от его температуры. По-
этому для оценки влияния капель на
турбулентные характеристики газо-
вой фазы в общем случае следует
использовать число Стокса. В рабо-
те [3] предлагается использовать при
оценке вида течения числа Стокса
в усредненных, крупномасштабном
и мелкомасштабном пульсационных
движениях. В рассматриваемом слу-
чае можно использовать только чи-
сло Стокса, рассчитанное по мест-
ным усредненным параметрам тече-
ния Stk
=
ρ
f
D
2
f
u
(36
μr
гр
)
(
ρ
f
—
плотность материала частиц,
D
f
—
диаметр частиц,
u
— скорость газа,
μ
— динамический коэффициент
вязкости газа,
r
гр
— радиус границы струи), так как определяется ре-
жим течения в струе, при котором частицы полностью увлекаются
газом как в пульсационном, так и в усредненном течениях.
Число Стокса Stk
кр
, при котором частицы в струе могут рассма-
триваться как пассивная примесь, можно определить по рис. 3. Число
Стокса, рассчитанное по усредненным параметрам фаз и значениям
диаметра частиц, соответствующим точкам пересечения кривых 1–6
с прямой
u
f
/u
= 1
, во всех вариантах расчетов равно 0,144
±
0,040 с
доверительной вероятностью 0,95. Это значение Stk
кр
не зависит от
концентрации частиц.
Заключение.
Для определения режима течения в изотермической
струе, при котором частицы являются пассивной примесью, можно
использовать относительный диаметр частиц
D
∗
f
=
D
f
/r
гр
, завися-
щий от плотности частиц. В неизотермической струе для этой цели
следует использовать число Стокса, рассчитанное по местным значе-
ниям параметров фаз двухфазной струи. При значении Stk, равном или
меньшем 0,144, диаметр частиц перестает влиять на характеристики
турбулентности фаз и эти характеристики будут определяться только
концентрацией частиц. Значения рассмотренных критериев подобия
не зависят от объемной концентрации частиц.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. E l g h o b a s h i S. Particle-laden turbulent flows: Direct simulation and closure
models // Applied Scientific Research. – 1991. – Vol. 48. – P. 301–314.
2. З а й ч и к Л. И., П е р ш у к о в В. А. Проблемы моделирования газодисперс-
ных турбулентных течений с горением или фазовыми переходами // Изв. РАН.
Сер. МЖГ. – 1996. – № 5. – С. 3–19.
52 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 1
