两相横射流的颗粒沉降和流场特性实验研究

摘要

本文采用激光粒子动态分析仪（PDA）对不同固相参数（包括颗粒尺寸和质量载荷）和流动条件（流速比）下，含颗粒横射流近区范围内的颗粒沉降和液相流场特性进行了水槽实验研究。实验结果表明两相射流中所含颗粒（粒径大于300μm）进入环境横流后，近区范围内颗粒运动受颗粒惯性和重力主导，大量沉降在靠近射流出口的下游局部区域内；随着流动往下游的发展，部分悬浮颗粒受到射流与横流的卷吸影响呈现出另一种沿横向扩展的bilobate 沉降模式。与单相横射流相比，近区范围内颗粒对液相流场特性具有不可忽视的影响，依赖于流场的各向异性特征和固液两相之间的运动轨迹偏差，在不同的局部区域内呈现出不一致的变化趋势；随颗粒尺寸和质量载荷的增大，颗粒对液相平均流速和湍流度的分布具有更为显著的影响。