необходимо решать совместно уравнения, описывающие движение га-
за и частиц, а при объемной концентрации частиц, большей
10
−
3
,
следует учитывать и взаимодействие частиц при их соударениях.
В работе [2] даны рекомендации по выбору методов расчета двух-
фазных течений в зависимости от отношения
Ω
u
времени динамиче-
ской релаксации частиц к лагранжеву временн´ому масштабу турбу-
лентности. В соответствии с данными работы [2] метод Эйлера це-
лесообразно применять при
Ω
u
<
1
. При этом могут использоваться
следующие модели: односкоростные — диффузионная (
Ω
u
<
10
−
2
) и
диффузионно-инерционная (
Ω
u
<
5
·
10
−
1
), двухскоростные — локаль-
ная (
10
−
2
<
Ω
u
<
1
) и нелокальная (
10
−
2
<
Ω
u
<
10
). Диффузионно-
инерционная модель в отличие от диффузионной модели позволяет
учесть турбофорез и отклонение траекторий частиц от линий тока
газа. По мнению авторов работы [2], лагранжев траекторный метод
целесообразно применять при
Ω
u
>
1
, причем при
Ω
u
>
1
следует
использовать стохастические методы, а при
Ω
u
>
50
— детермини-
рованные модели, когда параметры частиц рассчитываются без учета
пульсаций газовой фазы. Трудности лагранжева моделирования в зна-
чительной степени увеличиваются в высококонцентрированных по-
токах из-за столкновения частиц и изменения их числа в результате
коагуляции, дробления и фазовых переходов.
В монографии [3] для определения вида гетерогенного потока
предложено наряду с объемной концентрацией частиц использовать
числа Стокса (в усредненном, крупномасштабном и мелкомасштаб-
ном пульсационных движениях). В зависимости от порядка величины
чисел Стокса выделяется пять типов течений.
Цель работы.
Описанные классификации двухфазных течений по-
зволяют выбрать вид математической модели, которая соответствует
исследуемому течению. Однако следует отметить, что в рассмотрен-
ных классификациях двухфазных течений приводятся только порядки
критериев подобия, соответствующие выделяемым в этих классифи-
кациях типам течений. С точки зрения практики желательно знать
значения этих критериев. Это относится, в частности, к двухфазным
струйным течениям. Математическая модель двухфазной струи суще-
ственно упрощается, когда частицы можно рассматривать как пассив-
ную примесь. При этом на усредненные параметры струи и ее харак-
теристики турбулентности перестает влиять размер частиц и оказыва-
ет влияние только их концентрация. Для расчета двухфазных струй с
пассивной примесью можно использовать достаточно простую модель
газовой струи переменной плотности. Далее рассматриваются два кри-
терия подобия и определяются их значения, при которых двухфазные
струи можно рассматривать как струи с пассивной примесью.
Модель турбулентности двухфазных течений.
Результаты рас-
четов, приведенные далее, получены с использованием модели тур-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 1 43
