农业机械学报

作者：张德胜，周游，赵睿杰，施卫东

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,南通大学,

关键词：垂直管;固-液两相流;湍流调制;计算流体动力学;离散元法

基金：国家自然科学基金联合重点项目（U2106225）、国家自然科学基金项目（52176038）、江苏省杰出青年基金项目（BK20211547）、江苏省重点研发计划项目（BE2021073）和江苏省高校优秀科技创新团队项目（苏教科［2021］1号）

针对传统两相流CFD-DEM模型中忽略一些次要力以及颗粒-湍流作用导致计算精度不高的问题，建立了考虑Loth升力、虚拟质量力、压力梯度力以及湍流调制等多种机制的全耦合模型，分析了进口颗粒体积分数、输送速度和颗粒直径对固-液两相流动的影响。研究结果表明，升力驱使颗粒向管道中心聚集，且Loth升力比传统Saffman和Magnus升力预测的颗粒分布更接近实验。随着进口颗粒体积分数的增加，各相的轴向速度均明显减小，同时颗粒对湍流的调制作用导致流体均方根速度降低。随着输送速度的增加，颗粒在管道中心更加聚集，而流体均方根速度快速增加。随着颗粒直径的增加，颗粒在管道中的分布更加不均匀，而对流体均方根速度的影响很小。输送速度对压降影响最大，进口颗粒体积分数次之，颗粒直径对其影响最小。

来源：2022年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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