Gas-solid particle mixture in vertical duct by rans approach

• Autorzy: Kartushinsky A. , Michaelides S. , Pihlak U.

Warianty tytułu

PL

Mieszanina gaz-cząstki ciała stałego w kanale pionowym. Przybliżenie metodą uśredniania Reynoldsa RANS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, two-phase turbulent current in the duct is under consideration with implementation of 2D Reynolds Average Navier-Stokes equations (RANS approach) to validate and study manifold processes that may include particle-particle, particle-fluid, particle-wall interactions occurring in the flowfield. Predictions of the model are particle-particle collision accounted by original model of closure of driving equations of dispersed solid phase, particle-fluid interaction determined by Crowe.s two-way coupling approach together with the viscous drag force, the lift Magnus and Saffman forces arisen from the motion of inertial rotated particles in non-uniform velocity field of the gas phase and the particle gravitation. The particles slip along the walls while non-slip boundary conditions are set for the gas phase. As numerical calculations show the RANS method reasonably describes velocity of the carrier fluid (gas phase) and velocity of the particles as well as the influence of the solid particles on a distribution of the turbulent energy. The profiles of the particle mass concentration are also presented.

PL

Rozważano dwufazowy przepływ burzliwy w kanale dwuwymiarową metodą uśredniania równań różniczkowych Reynoldsa (RANS) do opisu i badania różnych procesów, w których mogą występować oddziaływania typu cząstka ciała stałego-cząstka ciała stałego, cząstka ciała stałego-płyn i cząstka ciała stałego-ściana. W rozważaniach zderzeń typu cząstka-cząstka wykorzystano model zamknięcia równań ruchu cząstek rozproszonych. Dla układu cząstka-płyn oddziaływania określano metodą Crowe.a dwuwymiarowego przybliżenia z uwzględnieniem sił oporu lepkiego oraz sił unoszenia Magnusa i Staffmana. W przypadku bezwładnie rotujących cząstek w niejednorodnym polu prędkości w fazie gazowej uwzględniano poślizg cząstek wzdłuż ściany, podczas gdy w warunkach granicznych poślizg nie występuje. Na podstawie obliczeń numerycznych stwierdzono, że metoda uśredniania Reynoldsa dobrze opisuje prędkość płynu nośnego (faza gazowa) i prędkość cząstek, jak również wpływ cząstek ciała stałego na rozkład energii burzliwej.Przedstawiono również rozkłady stężenia cząstek ciała stałego.

Słowa kluczowe

PL

cząstki ciała stałego; metoda Crowe.a; metoda uśrednienia; płyn nośny; RANS

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 26, z. 3
• Strony: 411--426
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Kartushinsky A.

autor

Michaelides S.

autor

Pihlak U.

• Research Laboratory of Multiphase Media Physics, Tallinn University of Technology, Estonia

Bibliografia

• [1] CROWE C. T., GILLANDT I., Turbulence modulation offluid-particle flows - a basic approach, 3rd Int. Conf. Multiphase Flows, Lyon, 1998.
• [2] CROWE C, SOMMERFELD M., TSUJI Y., Multiphase Flows with Droplets and Particles, CRC Press LLC, Boca Raton, Florida, 1998.
• [3] KARTUSHINSKY A., MICHAELIDES E. E., Int. J. Multiphase Flow, 2004, 30, 159.
• [4] FRISHMAN F., HUSSAINOV M., KARTUSHINSKY A., MULGI A., Int. J. Multiphase Flow, 1997, 23, 765. [5] SHRAIBER A. A., YATSENKO V. P., GAVIN L. B., NAUMOV V. A., Turbulent Flows in Gas Suspensions, Hemisphere Publ. Corp., New York, 1990.
• [6] YAMOMOTO Y., POTTHOFF M., TANAKA T., KAJISHIMA T., TSUJI Y., J. Fluid Mech., 2001, 442, 303.
• [7] MEI R., Int. J. Multiphase Flow, 1992, 18, 145.
• [8] DING J., LYCZKOWSKI R. W., SHA W.T., ALTOBELLI, S.A., FUKUSHIMA E., Powder Technology, 1993, 77,301.
• [9] MATSUMOTO S., SAITO S. J., Chem. Engng., Japan, 1970, 3, 223.
• [10] PERIC M., SCHEUERER G., Cast - a finite volume method for predicting two-dimensional flow and heat phenomena, GRS Technische Notiz SRR-89-01 1989, September 1989, 135.