(3.9a)
(3.9b)
(2.1)式中只考虑库仑力时,把记作,在图1所示的极坐标中库仑力是坐标的函数且沿极径方向指向液滴的球心,电场是势场,库仑力做功仅与粒子的位置有关,和路径无关。库仑力沿极径方向做功。由动能定理得: (3.10)
mp是粒子质量,Q是液滴的荷电量,是粒子在未受扰动时的极径, k是系数。把上式积分整理得:
(3.11)
因为采用了Stokes阻力,设合速度为UpΣ,,关于UpΣ,的方程(2.1)是线性的,UpΣ,可用各个分量迭加得到[1]。则:
UpΣ,=Upq+Up
(3.12)
由于Upq只是极径的函数,所以(3.12)式在极坐标中的分量可以写成:
(3.13a)
(3.13b)
4 结论
本文研究了气固两相流系统中粒子运动与连续相运动的关系,从充分松弛后的粒子与连续相的速度关系出发,给出了一种求粒子速度解析解的一种方法,这种方法不经积分就能得到粒子的速度表达式,大大的简化了运算,也能够给出更为准确的解。给出的分析解是用欧拉方法描述的,也符合实际情况:达到稳定状态后,尘粒的轨迹和流线重合,是坐标的函数。并对连续相对粒子的作用作了更为准确的刻画:是连续相在粒子运动方向上的对流导数,不是一般意义上的对流导数。这种刻画把连续相对粒子的作用以数学的形式表述出来,把二者有机的联系在一起。这种方法可以作为进一步研究分析的基础,运动方程的近似解可作为相应计算的依据。(3.13a)式可以看出库仑力在靠近液滴时作用明显。由于粒子的运动过程十分复杂,文中的假设和结论尚需进行实验验证。
参考文献
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