试析液固两相流冲刷腐蚀数值模拟研究

《试析液固两相流冲刷腐蚀数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京化工大学硕士学位论文液固两相流冲刷腐蚀数值模拟研究姓名：徐姚申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张政;张建文2001.5.28、一些童丝三苎兰塑当兰竺丝查一一EE目自ljl!IeE，E自E，=l自EjEl=lj；

2、=I。8。————————一跫38254S摘要广I多相流冲刷腐蚀具有广泛的工业背景，该过程包含十分复杂的两相流动以及传腐理论，对其进行广泛深入的研究既有重要的理论意义，又有实际的应用价值卜’本文应用现代计算流体力学方法建立适合于本文计算工况的液固两相流综合数学模型：即在欧拉坐标系下求解流

3、体相的雷诺时均守恒方程组来模拟流体流场，在拉格朗日坐标系下采用随机轨道模型来获得固体颗粒相的运动性质，冲刷模型则采用经Bergevin修正过的Finne切削磨损冲刷方程来计算固体颗粒对材料表面的冲刷破坏速率。为了验证模型的准确性和程序编制的正确性，又在合作单位中科院金属腐蚀与防护研究所进行了在旋转圆盘仪上液固两相流冲刷腐蚀实验方面的研究。数值模拟研究分别考察了旋转流体流场的速度分布、压力分布以及湍流参数分布，并且比较了在不同的宏观变量如圆盘转速、颗粒粒径和颗粒浓度情况下颗粒对圆盘的平均冲击性质。为了进一步明

4、确颗粒在流场中的运动状况，文中还对单颗粒运动轨迹和颗粒浓度分布进行了研究，并最终得到了一些有意义的结论。最后模型计算结果和实验结果进行了比较，并从两方面分析了两者之间差距产生的原因；两者的失重趋势经过分析，证明还是一致的，这也说明了本文构建的液固两相流冲刷磨损数学模型基本上是正确性和可行的。f文章最后对下一步的研究工作提出了一些有意义的建议。l／一一关键词：液固两相流，冲刷腐蚀，随机轨道模型，旋转圆盘仪J二夺-ABSTRACTThereiswideindustrialbackgroundformulti—p

5、haseflowerosionandcorrosion，whichincludescomplexflowandmass—transfertheories．Itisveryusefulandvaluabletostudyerosionandcorrosionphenomenonfromboththeoreticalaspectandengineeringapplicationaspect．Inthispaper，acombinedmodelisusedtosimulateliquid—solidtwo—pha

6、seflow．Themodelthatisbuiltbycomputationalfluiddynamics(CFD)includesthreemainparts：toobtainfluidfieldbysolvingReynoldstime—averagingequationsforfluidphaseunderEulercoordinatesystem，tosimulatesolidparticlephasebyusingstochastictrajectorymodeunderLagrangecoor

7、diantesystem，togettheerosionratebyadoptingFiunecuaing-erosionequationmodifiedbyBergevin．Inordertovalidatetheaccuracyofthemodelandthecorrectnessofthecomputationprograminthispaper,experimentresearchiscarriedoutinthecollaborateinstitution，MetalCorrosionandPro

8、tectionInstituteofChinaAcademyofSciences．Fluidfieldisstudiedunderdifferentdiskrotatingrate．Someimportantmacro-variables，suchasrotat，particlediameterandparticleconcentrationhavebeennumericallyexpaminedtogetthedetailmeanparticleimpactcharacter．Forfurtherunde

9、rstandingtheparticlemovementprocess，differentsizedparticle’Smovementtrackandparticleconcentrationdistributionarealsostudied．Somesignificativeconclusionsareobtainedattheendoftllisthesis．Finally,thecomparisonof