Рис. 2. Сравнение результатов расчетов
поразличным математическим моделям
многофазной струи c экспериментом
А. Мостафы и других при средней
массовой концентрации частиц
χ
= 0
,
2
(поперечные поля параметров фаз струи
в сечении
¯
x
= 12
,
4
):
1
— Мостафа А. и др.;
2
— Зайчик Л.И. и
др.;
3
— авторы;
4
— Эльхобаши С. и др.;
5
— Гавин Л.Б. и др.;
6
— эксперимент
А. Мостафы с соавторами [13]
сопла от его среза. Граничные условия для расчета соответствуют
условиям эксперимента [13] при массовой расходной концентрации
частиц
χ
(отношении расхода частиц к расходу газа), равной 0,2. Ре-
зультаты эксперимента нанесены в виде точек. На рис. 2 видно, что
кривая, полученная с использованием математической модели, опи-
санной в настоящей статье, располагается между кривыми, получен-
ными с использованием других моделей, и c учетом сложности рассма-
триваемого течения удовлетворительно согласуется с данными экспе-
римента. Это является гарантией достоверности результатов расчетов,
приведенных в настоящей статье.
Изотермическая двухфазная струя.
В случае двухфазной изотер-
мической струи (
ρ
=
const,
μ
=
const) в качестве критерия подо-
бия, который следует использовать для определения степени влияния
размера частиц на параметры струи, можно использовать относитель-
ный размер частиц — отношение диаметра частиц
D
f
к характерному
размеру струи (аналог
Ω
u
[2]). Действительно, соотношение между
пульсационными скоростями газа и частиц определяется соотношени-
ем между временем динамической релаксации частиц и интегральным
временн ´ым масштабом турбулентности газовой фазы: при уменьше-
нии размера частиц и, следовательно, их времени релаксации пуль-
сационная скорость частиц
u
f
будет приближаться к пульсационной
скорости газа
u
и, начиная со значения диаметра частиц
D
f
кр
, пульса-
ционные скорости фаз перестанут зависеть от размера частиц. Это бу-
дет наблюдаться для частиц, время релаксации которых меньше инте-
грального временного масштаба турбулентности газовой фазы. Время
релаксации частиц определяется, в частности, их диаметром, а инте-
гральный временной масштабтурбулентности газа однозначно связан
с интегральным пространственным масштабом турбулентности, зави-
сящим от масштаба течения. Таким образом, характер взаимодействия
частиц с газом в турбулентных двухфазных изотермических струях
будет определяться относительным диаметром частиц, в качестве ко-
50 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 1
