Нестационарное течение пылевоздушных потоков в осесимметричных каналах теплоэнергетических установок

• Автор: Богданов, Александр Нетфуллович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Нестационарные эффекты в условиях производственной эксплуатации оборудования ТЭС
1.1.1. Энергооборудование — как объект регулирования. Технические средства автоматизации — источник нестационарных эффектов

1.1.2. Пылевоздушные смеси

1.2. Методы расчёта нестационарных двухфазных течений

1.3. Исследования нестационарных потоков

1.4. Физические особенности двухфазных (газ (жидкость) + + твёрдые частицы) течений
1.5. Особенности замыкания математических моделей нестационарных двухфазных течений
1.6. Выводы
1.7. Постановка задачи
ГЛАВА II. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ДВИЖЕНИЯ ОДНО- И ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
2.1. Основные уравнения
2.2. Влияние нестационарности и двухфазности на характеристики трения
2.3. Скоростная неравновесность двухфазных течений
2.4. Алгоритм расчёта нестационарного движения одно- и двухфазных потоков в цилиндрическом канале
ГЛАВА III. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
НЕСТАЦИОНАРНОГО ДВИЖЕНИЯ ОДНО- И ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ НА НАЧАЛЬНОМ УЧАСТКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КАНАЛА
3.1. Численный анализ развития нестационарного турбулентного пограничного слоя однофазного потока в цилиндрическом канале
3.2. Численный анализ нестационарного двухфазного потока в цилиндрическом канале
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Д г - диаметр и радиус канала (м);
х, у - продольная и поперечная координаты (м);
Х — х/сі- безразмерная продольная координата;
= у/5 — безразмерная поперечная координата;
8, 8*, 5** - соответственно толщины: пограничного слоя, вытеснения, потери импульса (м);
Н = Ь*/ь** — формпараметр;
(7 - расход (кг/с); р - плотность (кг/м3 );
Р - статическое давление (Па);
г - время (с);
у; - скорость (м/с);
м>' - пульсационная составляющая скорости (м/с); ых=м>х1м>о - относительная скорость в пограничном слое; и
1¥0 = —— — относительная скорость в потенциальном ядре потока;

'Е - относительный коэффициент трения;
/ - длина пути перемешивания (м);
Св - коэффициент сопротивления частицы; тл. — время релаксации частицы (с);
- весовая доля твёрдой фазы (кг/кг);
Р5 - объёмная концентрация твёрдой фазы (м3/м3);
А - амплитуда пульсаций;
- частота пульсаций (с'1); т - касательное напряжение (Па);

между фазами. Со структурой двухфазного потока неразрывно связаны такие характеристики, как коэффициент трения, потери энергии из-за механического взаимодействия фаз и др.
При исследовании сопротивления мелкодисперсного трубного течения большинство работ ограничивается измерением суммарного сопротивления трения [69]. Наряду с линейной зависимостью для грубодисперсных систем [69, 138], отношение сопротивления трения смеси к сопротивлению трения несущего газа от расходной массовой концентрации Zs выражается соотношением
Xs/X = l + IZS, (1.18)
где и 1- сопротивления трения смеси и несущего потока; I — коэффициент Г астерштадта. В мелкодисперсном потоке наблюдается целая гамма зависимостей, но ни одна из них не может считаться универсальной. В работах [9, 54, 95, 108, 126, 138, 181] было получено, что коэффициент / зависит от скорости транспортирующей среды и является функцией размеров и свойств твёрдых частиц, состояния поверхности, диаметра трубы и других факторов. Для определения коэффициента сопротивления на начальном участке также необходимо знать величину потерь на разгон частиц. Коэффициент сопротивления в двухфазном потоке целесообразно определять как отношение сил трения в смеси к кинетической энергии единицы объёма дисперсного потока
=8-, (1.19)
где xWA. — касательное напряжение дисперсного потока на стенке канала.
При равноплотных суспензиях (например, двухфазные гидропотоки) кинетическая энергия единицы объёма системы совпадает с кинетической энергией любой из фаз, тогда согласно [94]