Моделирование турбулентных полидисперсных газожидкостных потоков на основе эйлерова подхода


Просмотр статьи
PDF, 627,7 КБ

The numerical simulation of turbulent polydispersed bubble flow on the Eulerian modeling approach

In this paper the isothermal turbulent bubbly flow in a vertical tube is considered. Numerical simulation is derived from the approach based on two-fluid models taking into account the actions of the various forces of interfacial interaction. The model is supplemented by a two-parameter turbulence model for the carrier phase. The calculations are compared with experimental data. The study of polydisperse gas-liquid flows performed with using this model, gives the possibility to obtain detailed information about the structures of turbulent flows and the size distribution function of bubbles

two-phase flow, turbulence, coagulation and breaking of bubbles.


Том 17, выпуск 4, 2016 год



В работе рассматривается изотермическое турбулентное пузырьковое течение в вертикальной трубе. Численное моделирование основывается на подходе, базирующемся на двухжидкостной модели с учетом действия различных сил межфазного взаимодействия. Модель дополнена двухпараметрической моделью турбулентности для несущей фазы. Данные расчетов сравниваются с экспериментальными данными. Проведенные с помощью данной модели исследования полидисперсных газожидкостных потоков, позволили получить детальную информацию о структурах турбулентных течений и распределении пузырьков по размерам

двухфазное течение, турбулентность, коагуляция и дробление пузырьков.


Том 17, выпуск 4, 2016 год



1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч.I. М.: Наука, 1987. 464 с.
2. Актуальные проблемы механики. Механика жидкости, газа и плазмы. Отв. ред. С.Т. Суржи-ков; Ин-т проблем механики им. А.Ю. Ишлинского. М.: Наука, 2008. 285 с.
3. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Волновая динамика газо- и парожидкостных сред. М. : Энергоатомиздат. 1990. 248 с.
4. Jakobsen H.A. Chemical reactor modeling. Multiphase reactive flows. Springer. 2013. 1275 p.
5. Ishii M., Hibiki T. Thermo-fluid dynamics of two-phase flow. Springer. 2011. 513 p.
6. Бурдуков А.П., Валукина Н.В., Накоряков В.Е. Особенности течения газожидкостной пузырь-ковой смеси при малых числах Рейнольдса // ПМТФ. 1975. № 4. С. 137-141.
7. Liu T.J., Bankoff S.G. Structure of air-water bubbly flow in a vertical pipe .I. Liquid mean velocity and turbulence measurement. II. Void fraction, bubble velocity and bubble size distributions // Int. J. Heat Mass Transfer. 1993. Vol. 36. P. 1049-1060.
8. Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N., Randin V.V., Timkin L.S. Gas–liquid bubbly flow in vertical pipes // ASME.J. Fluids Eng. 1996. Vol. 118. P. 377-382.
9. Hibiki T., Ishii M., Xiao Z. Axial interfacial area transport of vertical bubble flows // Int. J. Heat Mass Transfer. 2001. Vol. 44. P. 1869-1888.
10. Drew D. A. Mathematical Modeling of Two-Phase Flow// Ann. Rev. Fluid Mech. 1983. Vol. 15. P. 261-291.
11. Selma B., Bannari R., Proulx P. Simulation of bubbly flows: Comparison between direct quadrature method of moments (DQMOM) and method of classes (CM)// Chem. Eng. Sci. 2010. Vol. 65. P. 1925-1941.
12. Wang T., Wang J., Jin Y. A CFD-PBM coupled model for gas-liquid flows//AIChE J. 2006. V. 52. P. 128-141.
13. Pfleger D., Gomes S., Wagner G. H., Gilbert N. Hydrodynamics simulations of laboratory scale bubble columns: Fundamentals studies on the Eulerian-Eulerian modeling approach // Chem. Eng. Sci. 1999. Vol. 54(4). P. 5091-5099.
14. Prince M. J., Blanch H. W. Bubble coalescence and break-up in air sparged bubble columns // A.I.Ch.E. Journal. 1990. Vol. 36. P. 1485-1499.
15. Luo H., Svendsen H. Axial interfacial area transport of vertical bubble flows// A.I.Ch.E. Journal. 1996. Vol. 46. P. 1225-1233.