Przejdź do treści

Banery wysuwane

liternicza okładka seryjna na pomarańczowym tle
Numerical Modeling of the Fluid-Particle Interactions in Non-Isothermal Turbulent Channel Flow with Dispersed Phase

Kategoria produktu
Nauki techniczne » Mechanika płynów
ISBN
978-83-7464-611-6
ISSN
0867-6631
Typ publikacji
monografia
Format
B5
Oprawa
miękka
Liczba stron
176
Rok wydania
2013
Opis

Flow with small solid particles or droplets has recently received considerable attention for its relevance to numerous industrial processes, engineering applications and environmental flows. However, researchers have focused mainly on isothermal particle-laden flows. Experiments and numerical computations using Direct Numerical Simulations demonstrate that isothermal shear flow has a very complex effect on particle behavior. Due to particle-turbulence interaction, the distribution of particles and their properties (e.g., velocity) can be highly non-uniform. This non-uniformity can have very important consequences on the process – for example, affecting the efficiency of the chemical reaction or the properties of the mixtures. This work thoroughly investigates the dynamics of small heavy inertial particles in non-isothermal turbulent fully developed channel flow. The cases presented are representative of a large family of phenomena known in the literature as multiphase flows, which contain both continuous phase and dispersed phase. 


Wielofazowe przepływy turbulentne, w których poza fazą ciągłą występuje również faza stała w formie małych cząstek, skupiają ostatnio znaczną uwagę ośrodków naukowych, ponieważ przepływy te występują powszechnie zarówno w procesach technologicznych, jak i w przyrodzie. Wobec złożoności zjawisk zachodzących w takich przepływach do niedawna większość badań nad przepływami wielofazowymi dotyczyła przepływów izotermicznych. Jak pokazują prowadzone badania eksperymentalne, jak również symulacje komputerowe z wykorzystaniem techniki Direct Numerical Simulation (DNS) dotyczące przepływów izotermicznych, przepływ turbulentny oddziałuje na cząstki w sposób złożony. W wyniku działania różnorodnych sił położenie cząstek w przepływie, a także rozkład prędkości tworzą pola niejednorodne i dalece odbiegające od rozkładu normalnego. Taka nierównomierność rozmieszczenia cząstek w przepływie może mieć znaczący wpływ na przebieg oraz efektywność procesów. W przedstawionej pracy analizowany jest dwufazowy w pełni rozwinięty hydrodynamicznie i termicznie przepływ turbulentny. Analizowane przypadki są reprezentatywne dla dużej kategorii przepływów sklasyfikowanych w literaturze jako przepływy dwufazowe z fazą dyspersyjną.


Wydawnictwa nie prowadzą sprzedaży książek z serii "Rozprawy Monografie". Zainteresowanych prosimy o kontakt z ich autorami.

 

Spis treści

Summary  7
Streszczenie  10
Nomenclature  13
Chapter 1. Introduction  15
1.1. Motivation  15
1.2. Classification of two-phase flows  18
1.3. Phase coupling  19
1.4. Relevant parameters  21
Chapter 2. Fluid-particle interaction  31
2.1. Steady flow  31
2.2. Forces in non-uniform flow field  36
2.3. Forces in non-stationary flow field  37
2.4. Lift forces  38
2.5. Equation for particle motion  40
2.6. Energy coupling  42
2.7. Additional effects  43
2.8. Equation for particle temperature  44
Chapter 3. Fluid flow model  47
3.1. Equations for fluid motion  49
3.2. Equation for fluid temperature  51
3.3. The dimensionless form of the governing equations for continuous phase  51
3.4. Model equations for channel flow  52
Chapter 4. Numerical model  56
4.1. Problem formulation  56
4.2. Lagrangian particle tracking procedure  59 
4.3. Parallelization and technical data  61
4.4. Summary of simulations  64
Chapter 5. Flow field analysis  66
5.1. Introduction  66
5.2. Results for the flow field  68
5.3. Results for thermal field  77
Chapter 6. Particle results  83
6.1. Introduction  83
6.2. Particle time evolution  84
6.3. Particle drift dispersion  87
6.4. Flow structures  90
6.5. Particle instantaneous velocity and temperature  97
6.6. Particle mean velocity  111
6.7. Particle mean slip velocity  113
6.8. Particle velocity fluctuation  116
6.9. Particle velocity distribution  120
6.10. Particle concentration  122
6.11. Particle temperature and its fluctuation  125
6.12. Particle mean turbulent heat fluxes  135
6.13. Energy spectra  141
6.14. Mean velocity and its fluctuation at Reτ = 395  144
6.15. Mean temperature and turbulent heat flux at Reτ = 395  153
6.16. Particle mean temperature distribution at Reτ = 395  155
6.17. Particle temperature fluctuation  157
6.18. Particle mean force component  163
Conclusions  165
Bibliography  169

Fragmenty
Spis treści
Cena
0,00
In order to arrange international shipping details and cost please contact wydawnictwa@agh.edu.pl