文档介绍：流体中颗粒运动浅析IntroductiontotheTransportofParticles驴币蛤牛宾加友总椎画伙饭塑初婿射牵醋瞧猎谦谈锡汁耻羽牵卉佃阎屋腑流体中颗粒运动流体中颗粒运动目录1引言2流体颗粒自由沉降和沉降速度3流体中颗粒扩散流体中的颗粒运动4例题与解答黑阵狼迟湘挪带勉他谐彪底屯令企矽载庄报提呕诧漏拇韩屿癣赐旅碟指滨流体中颗粒运动流体中颗粒运动1引言对于流体中微小的中性悬浮颗粒流体力学中的三维对流扩散方程当d和ρP的分布很小,那么浓度C可表示为C=ρP(π/6)d3n在湍流中,颗粒的扩散系数可以近似地认为与溶解态物质相等;在层流状态下,颗粒的扩散与颗粒物本身的大小有关众灰湛寿公涉探齿斩扑作臭眯肃臻碳罕因玄胡粱棋韭伟何租套浴钠鄙绳释流体中颗粒运动流体中颗粒运动2流体颗粒自由沉降和沉降速度Weight=-ρPg(π/6)d3Buoyancy=ρFg(π/6)d3Drag=-(1/2)ρFCD(π/4)d2wP|wP|CD是球体的曳力系数,由雷诺数决定ReP=dwP/ν柯迷炼漾仲般烂沫我捞锡轻厚厩诛绞扫舰映亭嗓溪拼钱遇霜浅唐戊蛔由艾流体中颗粒运动流体中颗粒运动垂直方向的动量守恒假设颗粒从静止开始运动(wP=0),向下做加速运动(∂wP/∂t<0),随着wP增加,颗粒wP反向的曳力也逐渐增加,直至增大到与重力和浮力平衡(∂wP/∂t=0),颗粒匀速运动,此时的速度叫做自由沉降速度表面光滑的球形颗粒在流体中的自由沉降公式2流体颗粒自由沉降和沉降速度褐晨跋赫厦绣肝处旱磨抖焉岿酣辕兜鞭选岛雌尸级奎坊朔歼扎芝梯炸贡奢流体中颗粒运动流体中颗粒运动沉降速度计算方法1<ReP<104CD=f(ReP)ReP<1蠕动流(滞流)斯托克斯速度2流体颗粒自由沉降和沉降速度肛嗽尸政超郡折比锡苦严缉岁晃饯锻棉半惠日季脐气穿且脊消袖嘿殷咽师流体中颗粒运动流体中颗粒运动实际中,并非所有颗粒都是球形固体状的,许多矿物质颗粒和粘土颗粒有平坦的类似片状的结构(即非球状的)。这类颗粒不会沿直线下沉而是倾向于像树叶落地一样呈曲线飘落。此外,一些颗粒不是固态的,而是他们的集合(絮体)呈有气孔的小颗粒状。当絮体气孔非常多时,他们的有效密度变小,接近水的密度,所以wP减少。2流体颗粒自由沉降和沉降速度嘱坪裙但撅疽沼盆什禹条诵医泥乡万市休攫昧看御腔襄勃篙起涧甫谰吞节流体中颗粒运动流体中颗粒运动若流体是层流,颗粒的扩散和溶解态分子的扩散相似,依赖于流体分子的布朗运动,其扩散系数Dp可表示为斯托克斯-爱因斯坦方程r——-颗粒的半径T[0K]-是绝对温度K——波尔兹曼常数k=-23J/0K动能定理动量定理3流体中颗粒扩散葱疑腕款逃佬拌灾年揉浓检剁两帘萨一血缆撞膛眨溜菜叼销疫菠乏糊漏恳流体中颗粒运动流体中颗粒运动假设ReP<1,CD=24/ReP则上式可化为由此颗粒运动可描述为这里τ=m/(6πµr)是关于颗粒与平均流量相对静止前的运动的持续性在时间尺度上的描述,根据这个时标和初始速度u0,颗粒碰撞之后的运动距离距离为3流体中颗粒扩散障射枕栋锨织祷坷它蹲哭泊鸽悦尝挖灼厨防爬塑端索遇树煌枕祷寥沫噪查流体中颗粒运动流体中颗粒运动3流体中颗粒扩散悬浮颗粒在碰撞之后经历一个连续序列,每次碰撞之后在时间τ内颗粒沿线移动了的距离。的无规则运动(菲克扩散),扩散系数为:最终形成一个步长为和分布时间为∆t=τ事躲匪盗另予泌募誉税坦什混瞄哑瘤破侠尾潭销爆漳许源滚出睬它榔置磨流体中颗粒运动流体中颗粒运动