КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД В СЕПАРАТОРАХ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ВСТАВКАМИ
Авторы:
1.
Казанский государственный аграрный университет
(Физика и математика, профессор)
2.
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
3.
КазГАУ
4.
Казанский государственный аграрный университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 85
по 90
Статус:
В работе
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ДВУХФАЗНЫЕ СРЕДЫ, КРИВОЛИНЕЙНЫЕ КАНАЛЫ, РАЗДЕЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Аннотация (русский):
Рассмотрено компьютерное моделирование процесса разделения двухфазных сред в сепараторах с криволинейными вставками на основе математической модели течения двухфазной смеси в каналах между вставками, построенной используя уравнения сохранения массы и импульса механики многофазных сред. Уравнения сохранения записаны для ортогональной системы координат, связанной с поверхностью канала, которые упрощаются с учётом тонкослойности течения. Конкретная форма области течения при расчётах уточняются через коэффициенты Ляме. Расчёты для определения поля скоростей жидкой фазы проведены с использованием метода поверхностей равных расходов и при этом использованы соответствующие замыкающие соотношения для силы межфазного взаимодействия и эффективной вязкости среды. Скорость движения дисперсной фазы после определения поля скоростей жидкой фазы рассчитывается по уравнению движения этой фазы при выбранной силе межфазного взаимодействия, что позволяет рассчитать траекторию движения частиц и её знание является определяющим фактором для процессов разделения. Для проведения численных расчётов были заданы обоснованные входные условия на линиях тока и значения продольной скорости на них. Построен алгоритм расчёта движения каждый фазы для компьютерного моделирования. Численные расчёты проведены для каналов параболической и конической форм с учётом наличия входного участка течения и влияния центробежной силы. Был реализован вычислительный эксперимент для различных параметров каналов и течения двухфазной среды. На начальном участке канала происходит развитие течения от начального плоского профиля до параболического вида. Скорости потока вблизи стенок канала замедляются, а в центре области сечения разгоняются. Из-за этого на начальном участке линии тока искривляются. На скорость движения дисперсной фазой и её направление сильно влияют разность плотностей фаз, размеры и концентрация частиц, вязкость среды и центробежная сила, которые определяют сепарационные характеристики аппарата. На основе компьютерного моделирования изучены различные режимы течения и влияние различных параметров среды на гидродинамическую обстановку в области течения, что позволяет поставить и решить задачи оптимального аппаратурного оформления соответствующего процесса разделения двухфазных сред.
Рассмотрено компьютерное моделирование процесса разделения двухфазных сред в сепараторах с криволинейными вставками на основе математической модели течения двухфазной смеси в каналах между вставками, построенной используя уравнения сохранения массы и импульса механики многофазных сред. Уравнения сохранения записаны для ортогональной системы координат, связанной с поверхностью канала, которые упрощаются с учётом тонкослойности течения. Конкретная форма области течения при расчётах уточняются через коэффициенты Ляме. Расчёты для определения поля скоростей жидкой фазы проведены с использованием метода поверхностей равных расходов и при этом использованы соответствующие замыкающие соотношения для силы межфазного взаимодействия и эффективной вязкости среды. Скорость движения дисперсной фазы после определения поля скоростей жидкой фазы рассчитывается по уравнению движения этой фазы при выбранной силе межфазного взаимодействия, что позволяет рассчитать траекторию движения частиц и её знание является определяющим фактором для процессов разделения. Для проведения численных расчётов были заданы обоснованные входные условия на линиях тока и значения продольной скорости на них. Построен алгоритм расчёта движения каждый фазы для компьютерного моделирования. Численные расчёты проведены для каналов параболической и конической форм с учётом наличия входного участка течения и влияния центробежной силы. Был реализован вычислительный эксперимент для различных параметров каналов и течения двухфазной среды. На начальном участке канала происходит развитие течения от начального плоского профиля до параболического вида. Скорости потока вблизи стенок канала замедляются, а в центре области сечения разгоняются. Из-за этого на начальном участке линии тока искривляются. На скорость движения дисперсной фазой и её направление сильно влияют разность плотностей фаз, размеры и концентрация частиц, вязкость среды и центробежная сила, которые определяют сепарационные характеристики аппарата. На основе компьютерного моделирования изучены различные режимы течения и влияние различных параметров среды на гидродинамическую обстановку в области течения, что позволяет поставить и решить задачи оптимального аппаратурного оформления соответствующего процесса разделения двухфазных сред.
Ключевые слова:
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ДВУХФАЗНЫЕ СРЕДЫ, КРИВОЛИНЕЙНЫЕ КАНАЛЫ, РАЗДЕЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ДВУХФАЗНЫЕ СРЕДЫ, КРИВОЛИНЕЙНЫЕ КАНАЛЫ, РАЗДЕЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
