颗粒撞击单颗粒覆层的数值计算

摘要

颗粒与壁面的惯性碰撞机制是换热管壁积灰的主要原因之一,且国内外对微米级颗粒撞击壁面过程的研究较少.本文对单颗粒撞击颗粒覆层的碰撞过程进行了数值计算.首先通过建立颗粒与壁面法向碰撞的动力学模型,对颗粒与壁面(或颗粒)之间的碰撞过程进行研究.对于颗粒与壁面(或颗粒)的碰撞过程,无阻尼耗散下,理论计算结果与数值计算结果一致.相对于仅考虑黏附剥离功的情况,阻尼耗散的存在使得临界捕集速度增加.在此基础上,研究了颗粒与颗粒覆层撞击后的颗粒运动情况.颗粒-颗粒(黏附)-壁面的法向碰撞过程由于黏附颗粒的加入变得更加复杂.计算发现,对于二氧化硅颗粒-二氧化硅颗粒(黏附)-不锈钢表面的碰撞过程,当入射速度大于0.7m/s时,黏附颗粒将从壁面脱离.