利用LBM-FVM-CA耦合方法模拟管表面上的颗粒沉积与脱离过程

发布时间：2017-10-10 09:20

  本文关键词：利用LBM-FVM-CA耦合方法模拟管表面上的颗粒沉积与脱离过程

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【摘要】：发展了一个包含积灰形状演化、颗粒沉积和脱离机理的数值模型和计算方法,模拟了单排管表面的积灰过程.首先建立了流动的格子Boltzmann方法-有限容积方法(LBM-FVM)耦合的计算模型,给出了通过宏观参数构建多松弛LBM分布函数的重构算子;并结合元胞自动机模型、能量平衡模型以及力和力矩分析,模拟了颗粒的运动、沉积和碰撞过程;其次,针对模拟的时间步长相对于实际积灰时间较短的困难,提出了用于将模拟时间换算到实际时间的比例;然后,具体模拟和分析了不同直径颗粒在不同入口速度下的积灰过程.结果显示,积灰面积随时间呈指数增长并趋近于一个平衡值;在颗粒质量分数一定时,存在一个积灰速率较高的速度范围;颗粒脱离在迎风面和管子正后方较为严重,但在背风面侧面相对缓和;积灰层在整个背风面生长,在迎风面形成锥形,改变了流动并阻止了颗粒的进一步沉积.
【作者单位】： 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室;
【关键词】： 工业余热 积灰 颗粒沉积 颗粒脱离 格子Boltzmann方法 有限容积方法
【基金】：国家重点基础研究发展计划(2013CB228304,2013CB228303)资助
【分类号】：TK115
【正文快照】： 工业余热利用中的工作介质往往具有含尘量大考虑颗粒的沉积和脱离机理.对于颗粒沉积和脱离的共同特点,工作介质中的灰尘颗粒会在换热表面机理,已经有许多相关的理论和实验研究工作.例沉积并形成多孔的沉积层[1],这会显著降低换热器的如,通过受力和能量分析理论研究了颗粒的弹

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本文编号：1005564