两相运动现象

两相运动现象 摘要：在自然界或者是人类各种生产生活中，有着多种多样的传输、反应过程，而且大多数是多相共存的过程。本文从基本概念出发，介绍什么是两相流，并以工业实例介绍常见的两相流动现象。依据近代流体力学的观点，本文还对粒子在流体中运动时的受力情况做较为系统的分析。另外，本文还对存在的粒子相的流体运动方程进行分析，介绍利用数值仿真法研究流体流动的基本步骤。 关键词：两相运动 术语 基本参数 受力方程 守恒方程 运动形式 正文： 关于两相 所谓“相”，通常是指某一系统中具有相同成分和相同物理、化学性质的均匀物质部分，也就是物质的单一状态。“两相”或“多相”通常是指气-固、气-液、液-固或气-液-固系统；但是，就动力学的含义而言，不同速度、不同温度和不同尺度的粒子或液滴也可以是不同的相。一般而言，各相间应该有明显的分界面。两相或多相流是指必须同时考虑物质两（多）相共存且具有明显相界面的混合物的特殊流动问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 专用术语和基本特性参数 2.1质量流量、质量流率 质量流量是指单位时间内流过通道总流通截面积的流体质量，用Q 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。两相流总的质量流量是各相质量流量之和，各相的质量流量分别用Q1和Q2 表示，则有 质量流率是单位流通截面积上的质量流量，用q 表示，如通道的总流通截面积为 A ，则有 2.2介质含量 设气体-固体粒子混合物的体积为V ，质量为M ，其中气体的体积为Vg ，质量为Mg ;固体粒子的体积为V p ,质量为M p ；粒子数为N 。则气体质量占两相混合物质量的分数为质量含气率 ，有 因此，固体粒子质量占两相混合物质量分数—质量含固率为 容积含气率为 容积含固率，有 2.3 浓度、密度、混合比 气相的浓度 固相的浓度 两相混合物的密度 3粒子-流体的相互作用 3.1单粒子在流体中的受力分析 流体中的粒子通常会受到重力、浮力、曳力、压力梯度力、虚拟质量力、Besset 力、Magnus 力、Saffman 力、热泳力等作用。尽管作用在粒子上的力相当复杂，但一般情况下仅需要考虑其中影响较为显著的作用力。 流体对运动粒子的阻力 式中 ——连续相的密度， ——阻力系数 和 ——分别为流体和粒子的速度， 非稳定力 虚拟质量力 （2）Basset 力 不均匀流场对粒子的作用力 压强梯度力 （2）升力（速度梯度力） (Magnus 力 (Saffman 力 3.2 单粒子的运动方程 粒子的运动方程 当考虑浮力效应时，粒子的运动方程为 或 3.3 粒子云与流体的相互作用 实验测量表明，流体流过静止不动的球形粒子层，流体在单位长流动方向上受到的阻力为 4 连续相方程 对于粒子-流体体系，为了得到连续相与离散相的完备信息，必须首先获取连续相流场的信息。尽管在求解两相流中连续相的流动状态，与求解单相流体一样，就是求解连续相的连续性方程、动量方程以及能量方程，但是由于两相流中含有粒子，因此必须建立方程的时候考虑粒子对连续相的作用。 4.1时间平均法 时间平均是对流场中某点流场性质求取一段时间平均。流体性质B的时间平均定义为 ，式中T为取求平均的时间。 4.2 空间平均法 通常空间平均值采用某一体积范围内的平均值，简称容积平均。 容积平均的性质 可定义为 式中V是取空间体积。 容积平均的定义还有另一种 式中 ——两相流中年连续相的容积， ； ——容积平均，又称为相平均。 4.3 系综平均法 系综平均可避免时间平均和空间平均的缺点。系综平均的基础是系统在某给定时刻处于某特定位置的概率。例如对某一紊流流动，在实验室中对大量完全相同的流动，在某一特定点处测出每次流动时规定物理量的数值，并将所有数值进行算术平均，这种做法事实上是很难实现的。以流速u为例，在N 次试验中测得流速u 在 和 之间的个数为 ，则其概率为 显然 的值与 相关， 愈小，则P值愈小。 又有 式中 为概率密度函数。 可推出 根据概率的定义，平均值可写为 令 ，得 5 流体-固体两相流的数值模拟 流体-粒子两相流的数值模拟不外乎两类方法，即Euler 方法和 Lagrange 法。第一类方法把粒子作为拟流体，认为粒子与流体是共同存在且相互渗透的连续介质，两相同在Euler 坐标系下处理，即连续流体模型。这类模型经历了无滑移模型、小滑移双流体模型、有滑移-扩散的双流体模型及近年来发展起来的以粒子碰撞理论为基础的粒子动力学双流体模型等。对密相流-固两相流，这类模型能通过国体黏度和固体压力来表示粒子间相互作用。第二类方法把流体当作连续介质，而将粒子视为离散体系，在Euler 坐标系下考察流体相的运动，在Lagrange坐标系下研究粒子群的运动，及粒子群轨道模型。这类模型用完全弹性碰撞模型或粒子离散单元法处理密相-固两相流中粒子间相互作用。 _1234567905.unknown _1234567921.unknown _1234567929.unknown _1234567933.unknown _1234567937.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567941.unknown _1234567938.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown