水平管入口段内水煤浆流动特性数值模拟-东南大学学报.pdf

第４０卷第２期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．２ 　 ２０１０年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｒ．２０１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１０．０２．０３６ 水平管入口段内水煤浆流动特性数值模拟 １，２ １ １ １ １ 陈良勇 　 段钰锋　刘　猛　蒲文灏　赵长遂 １ （东南大学能源与环境学院，南京２１００９６） ２ （南京工业大学能源学院，南京２１０００９） 摘要：以Ｅｕｌｅｒｉａｎ多相流方法为基础建立了水煤浆流动的液固两相流体动力学模型，并对水平 管入口段内水煤浆流动进行了模拟．模型采用颗粒动理学理论求解固相本构方程，采用ＲＮＧｋ ε 湍流混合模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动．针对水煤浆中煤粉颗粒的双峰分布特 性，将煤粉看作２种大小不同的固相，同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换．模型有 效性通过Ｋａｕｓｈａｌ等试验结果和水煤浆的压降试验验证．通过模拟考察了入口段内速度及浓度 分布过程和入口段长度的变化规律．结果表明：重力和颗粒间的相互作用对浓度和速度分布过程 具有重要影响；固相体积分数在３０％～４９５％范围内，入口段长度随浓度的增加而减小，随平均 流速（０２～５０ｍ／ｓ）先增加后减小． 关键词：水煤浆；入口段；多相流模型；颗粒动理学 中图分类号：Ｏ３７３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１０）０２０４０２０７ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｃｏａｌｗａｔｅｒｓｌｕｒｒｙｆｌｏｗ ｉｎｅｎｔｒａｎｃｅｒｅｇｉｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｉｐｅ １，２ １ １ １ １ ＣｈｅｎＬｉａｎｇｙｏｎｇ 　ＤｕａｎＹｕｆｅｎｇ　 ＬｉｕＭｅｎｇ　 ＰｕＷｅｎｈａｏ　 ＺｈａｏＣｈａｎｇｓｕｉ １ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎＥｕｌｅｒｉａｎｍｕｌｔｉｆｌｕｉｄｆｌｏｗｍｏｄｅｌｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔａｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｎｃｏａｌ ｗａｔｅｒｓｌｕｒｒｙｆｌｏｗｉｎｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｒｅｇｉｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｉｐｅ．Ｔｈｅｋｉｎｅｔｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆｇｒａｎｕｌａｒｆｌｏｗｉｓ ｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｔｈｅＲＮＧｋｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ε ｍｏｄｅｌｉｓｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｇｏｖｅｒｎｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｔｏｍｏｄｅｌｔｕｒｂｕｌｅｎｔｔ