固体颗粒在两相湍流边界层内的运动特性分析

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1、分类号O59学号151020124密级全日制学术型硕士学位论文题目固体颗粒在两相湍流边界层内的运动特性分析作者姓名刘宇导师姓名、职称孔松涛教授学科(专业)名化工过程机械称提交论文日期2018年6月1日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做

2、了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：_

3、_________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：固体颗粒在两相湍流边界层内的运动特性分析专业：化工过程机械硕士生：刘宇（签名）导师：孔松涛（签名）摘要载粒两相湍流广泛存在于自然界和工业领域中，而边界层内固体颗粒的分布及运动特性直接对流体流动阻力、壁面磨损、两相分离效率等产生影响。又由于湍流本身的复杂性以及载粒两相湍流边界层中的流体和颗粒的多尺度非线性耦合作用，学者们对于载粒两相湍流边界层的系统性研究仍然非常少，国内几乎是一片空白。因此，

4、开展对湍流边界层中颗粒运动特性的研究，对于优化工业设备，深入了解两相湍流作用机理，具有重要的学术和应用价值。本文首先采用了拉格朗日方法对颗粒运动方程进行数学建模和修正，结合随机湍流模型对颗粒沉降的相关问题展开了数值模拟研究。模拟结果表明，修正后的颗粒运动方程对颗粒沉积的相关计算结果，在粒径范围1m~100m，弛豫时间1000，密度比较大（气液、气固）的情况下是可靠的。通过计算得到，粒径大小与水平运输距离成正比，粒径与沉降速率成正比；较大颗粒（约大于30）下对沉积速率的预测为具有缓慢下降的趋势，与随惯

5、性增加而颗粒均方根脉动速度降低的规律相对应，并证明这种趋势与颗粒跳跃或再夹带无关；观察到颗粒拦截效应（10）是影响颗粒沉积的重要机制，这可能有助于解释不同种类颗粒实验数据出现的散射现象。本文还证明了密度比（/）的增加会使颗粒的惯性效应增大，沉降速率更快，pf30的区域，含Saffman升力的计算结果与沉积速率曲线的一致性更好，因此建模时必要考虑Saffman升力的存在；无量纲弛豫时间对颗粒波动速度v的影响较大，且p一定密度比下，颗粒越大其对流体的跟随性越差。关键词：载粒两相流湍流边界层拉格

6、朗日模型颗粒沉降论文类型：基础研究II英文摘要Subject:TheDistributionandMotionCharacteristicsofSolidParticlesinTurbulentBoundaryLayerSpeciality：FluidPowerTransmissionandControlName：LiuYu(signature)Instructor：KongSongtao(signature)ABSTRACTParticle-ladentwo-phaseturbulenceiswidelypre

7、sentinnatureandindustry.Thedistributionandmotioncharacteristicsofsolidparticlesintheboundarylayerdirectlyaffectfluidflowresistance,wallwear,andsolid-liquidseparationefficiency.Duetothecomplexityofturbulenceitselfandthemulti-scalenonlinearcouplingoffluidsandpa

8、rticlesinthetwo-phaseturbulentboundarylayerofthecarrier,scholarshaven’tconductedadequateandsystematicresearchontheparticle-ladentwo-phaseturbulentboundarylayer.Domesticstudyhashardlybeend