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发表于 2011-7-22 10:58:32
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高浓度固液两相流中泥沙分布的修正公式
3 模型的验证
为对现行模型进行验证,我们采用了Michalik(1973)的高浓度固液两相流的实测数据。Michalik采用的固液混合物由沙 (ρp=2.65g/cm3)和水(ρf=1.00g/cm3)组成,平均流速 =4.00m/s。沙的特征直径(中值粒径)d50=0.45mm。Michalik的试验在一个内径为D=200mm的用管道中进行,唯一的可变参数是混合物的平均体积浓度 ,取值范围为0.15至0.54。设水温为15℃~20℃,动力粘滞系数为ν=0.01cm2/s,雷诺数为Re = D/ν=8×105。根据沙的直径和水温,可以得出对应泥沙沉降速度ω=6.15cm/s,由Chezy公式

(13)
结合Nikuradse公式

(14)
通过迭代,得出λb=0.0121或U*=0.0389, =0.1556 m/s。其中, λb为阻力系数,C为Chezy系数。
通过给定的参数,可以给出计算的浓度分布,计算值与Michalik实测数据的比较如图1。由于很难十分精确地从上来描述高浓度固液两相流,并且由于测量上的困难,所以图中所示的解和实测值存在的差异应该是可以容许的。
4 结论
固液两相流中颗粒运动的动理论为低浓度和高浓度的两相流提供了很好的理论基础。对于高浓度的情况,必须对其依据的低浓度模型进行修正。修正后的模式与实测结果较为吻合。

图1 公式与实测值的对比验证
参 考 文 献
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