турбины. англ. Взаимодействие частиц с лопастями. Вероятность в газотурбинных двигателях
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
3.2 Взаимодействие Частицы С Жидкостью. Частица переносится потоком через перенос импульса, который происходит через перенос массы и межфазное сопротивление, и подъем. Стационарная сила сопротивления, сила давления (плавучести), виртуальная массовая сила, сила Бассета и сила тела могут быть суммированы и разделены через массу частиц для получения уравнения движения для изолированной частицы, также известной как Бассет –Уравнение буссинеска-Осина (BBO). Ниже приводится приведенная форма уравнения BBO, которая игнорирует термины из-за неоднородности поля течения  3.3 Время отклика. Использование числа Стокса сосредоточено вокруг предположений о времени отклика частицы по сравнению с теми, что из потока. В настоящем контексте влияние силы тяжести по сравнению с силой сопротивления, приведенной в уравнении Eq. ( 7). Это можно продемонстрировать, считая, что конечная скорость 25- мкм частицы плотностью 2551 кг м −3 в Газе вязкости 5.3 E -05 кг м −1 с −1 составляет 1,6 см s −1 . Время прохождения частицы путешествовать на 100 мс −1 от камеры сгорания до НГВ (10 см) проходит порядка миллисекунд; в это время частица движется перпендикулярно гравитационному потоку. сила поля упала бы приблизительно на 0,0016 см , если бы только подверглась воздействию стоксового сопротивления. Следовательно, влияние силы тяжести обычно пренебрежимо мало для осаждения мелких частиц в турбомашине потоки (см. Также Ref. [ 7 ]). Уравнение ( 7) поэтому сводится к уравнению стационарного движения для изолированной частицы в Газе. Переписывание эквалайзера. ( 7) с точки зрения сопротивления коэффициент и числа Рейнольдса, мы имеем  За пределами низкого числа Рейнольдса, коэффициент CDRep / 24 приближается к единице. Для частиц Rep> 1, известно, как фактор сопротивления F, и это отношение коэффициента сопротивления для сопротивления Стокса. Решение уравнения.(8) для постоянной и и начальная скорость частиц нуля  Следовательно, продукт τ фотоэлектричество /f-время, необходимое для высвобождения частицы от отдыха до достижения 63% ((e − 1) / e) скорости свободного потока. В Стокса поток, это просто время отклика частицы. Однако, если относительное число Рейнольдса больше единицы, значение f значительно возрастает и приводит к сокращению времени, необходимого для достижения 63% и даже 99% скорости свободного потока. Продукт τ вице /f можно было бы назвать нестоксианским временем отклика. Существует несколько корреляций, доступных в литературе для f как функции числа Рейнольдса. Простая, но относительно хорошая корреляция для Re п дается Шиллером и Науманом как об этом сообщается в Ref.[18]  Так как коэффициент сопротивления зависит от числа Рейнольдса частиц, не Стоксовое время отклика данной частицы будет зависеть от величины начальной относительной скорости. Чем больше начальная разница в скорости, тем больше будет начальное ускорение частицы. То же самое справедливо и для пошагового изменения направление потока. По мере того, как частица разгоняется до свободного потока скорость, коэффициент сопротивления уменьшается. Исправленный ответ время, по сути, является интегралом от С Д -Ре п кривая между собой 0начальное число Рейнольдса частиц Re p0 и 0. Это является основой для поправочного коэффициент сопротивления не-Стокса ψ предоставлено Израилем и Роснер в эквалайзере. ( 2 ). Выполнение интеграции с помощью программы Schiller – Корреляция Наумана для C Д(Ре п) терм дает функцию для поправочного коэффициента сопротивления не-Стокса как функцию только числа Рейнольдса:  Это позволяет получить более точное время отклика, чем обычное Стоксово время отклика, рассчитанное для частицы в данном потоке. Его также можно использовать в качестве лучшей оценки среднего коэффициента сопротивления частиц для сферической частицы в любом потоке до Re п = 800. Это показано на фиг. 4 , который показывает реакцию скорости частицы v на изменение шага несущей скорости u для частицы плотностью 2550 кг м −3 и диаметр 10 мкм в потоке вязкости 5,3 × 10 −05 кг м −1 с −1 и начальное число Рейнольдса частицы 100. Для получения данных было выполнено численное интегрирование для ускорения одномерной частицы в носителе потоком постоянной скорости с гравитацией и нестационарными эффектами пренебрегают |