科氏力在小尺度液固两相流中对固体颗粒运动影响的研究

摘要

控制泥沙进入灌溉、发电的引水渠，是水利工程中的一个重要课题之一。从两千多年前的都江堰到现代许多水利工程中常采用的曲线形沉沙池、漏斗式沉沙池和螺旋流排沙涡管等等，无一不是利用弯道产生旋转两相流，利用颗粒在旋转流场中运动特点进行水沙分离的。目前对水沙分离的研究者都认为科氏力对小尺度条件下泥沙颗粒的影响可以忽略不计，因此很少有研究者对泥沙颗粒运动中科氏力的影响进行研究。论文就基于这个背景提出了一些大胆的假设，并进行了物理模型的研究试验。
　　 论文以小尺度旋转两相流中的固体颗粒作为研究对象，根据固体颗粒在两相流中的受力特点，分别在水平放置和竖直放置的试验装置中进行了试验，并利用高速摄影机对装置中颗粒的运动进行了拍摄，以图片的形式记录了试验结果。定性地判断了科氏力在小尺度旋转两相流中的存在性，并提出它对颗粒运动的影响是不能忽略的；同时在理论上利用固体力学的理论分水平放置和竖直放置两种情况对固体颗粒在两相流中的运动进行了受力分析，并得到结论；根据试验数据，可以准确的判定科氏力量值的大小，以及它和颗粒在小尺度两相流中其他受力之间的关系，得到科氏力在何种工况下对颗粒运动的影响是不可忽略的，并在颗粒运动中取主导力的作用。
　　 论文的研究是对科氏力研究的一个补充，对目前学者关于小尺度两相流中科氏力的量值可以忽略不计进行了补充与更正。对今后进一步研究小尺度旋转两相流中颗粒运动具有一定的试验和理论参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 小尺度旋转液固两相流中科氏力的试验

第3章 旋转两相流中科氏力的试验分析

第4章 试验装置中流场的初步数值模拟

第5章 结论及展望

参考文献

致 谢

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