Особенности влияния размера частиц газодисперсного потока на их взаимодействия со стенками канала

Abstract

Рассмотрены вопросы взаимодействия частиц газодисперсного потока со стенками канала в условиях градиентов скорости несущего газа в пограничном слое. С использованием известных зависимостей для сил аэродинамического сопротивления Магнуса и Саффмена исследовано влияние размера частиц на характер их движения в плоском горизонтальном канале в переходных и стационарных режимах. Определяющее влияние на процессы движения частиц в канале оказывает сила Магнуса в пограничных слоях у нижней и верхней стенок канала в зависимости от размера частицы. Акты соударения мелкодисперсных частиц со стенками канала при невысоких скоростях несущего газа характеризуются многократными отскоками малой амплитуды в пределах пограничного слоя, в то время как для крупных частиц, размеры которых превосходят величину вязкого слоя, акты соударения носят однократный характер. Исследование процессов движения частиц в несущем газовом потоке с учетом взаимодействия их со стенками канала имеет как самостоятельное значение для определенных классов газодисперсных систем, так и может быть использовано при построении численных эйлерово-эйлеровой и эйлерово-лагранжевой расчетных моделей двухфазных газодисперсных сред с учетом влияния частиц на параметры несущего газа.

Розглянуто питання взаємодії частинок газодисперсного потоку зі стінками каналу в умовах градієнтів швидкості несучого газу в пограничному шарі. З використанням відомих залежностей для сил аеродинамічного опору Магнуса та Саффмена досліджено вплив розміру частинок на характер їхнього руху в плоскому горизонтальному каналі в перехідних і стаціонарних режимах. Визначальний вплив на процеси руху частинок у каналі має сила Магнуса у пограничних шарах біля нижньої та верхньої стінок каналу у залежності від розміру частинки. Акти зіткнення дрібнодисперсних частинок зі стінками каналу при невисоких швидкостях несучого газу характеризуються багатократними відскоками малої амплітуди в межах пограничного шару, в той час як для крупних частинок, розміри яких перевищують величину в’язкого шару, акти зіткнення носять однократний характер. Дослідження процесів руху частинок у несучому газовому потоці з урахуванням взаємодії їх зі стінками каналу має як самостійне значення для визначених класів газодисперсних систем, так і може бути використано при побудові числових розрахункових ейлерово-ейлеровой та ейлерово-лагранжової розрахункових моделей двофазних газодисперсних середовищ з урахуванням впливу частинок на параметри несучого газу.

Interactions between the gas-dispersive flow particles and the channel walls under conditions of the velocity gradients for the carrier gas in a boundary layer are examined. The effects of the particle sizes on their motion through horizontal plane channel under transient and stationary conditions are studied using the known dependencies of Magnus and Saffman forces. The Magnus force has the determining influence on the particle motion in the boundary layers at the lower and upper walls of the channel depending on the particle size. Collision of fine dispersive particles against the channel walls at a small velocity of the carrier gas is characterized by multiple small-amplitude recoils within the boundary layer, whereas for large particles, whose sizes are in excess of the magnitude of a viscous layer, collisions are single. The study of the particle motion in the carrier gas flow considering their interactions with the channel walls is of independent importance for specific classes of gas-dispersive systems. It can employed to build the numerical calculating Euler-Euler and Euler-Lagrange models of two-phase gas-dispersive media considering the effects of particles on the carrier gas parameters.