有壁面滑移时刚性球颗粒间流体的挤压流动

挤压流动中流体在壁面的滑移发生在某些非牛顿流体或存在润滑层的牛顿流体情形,此现象对黏性力的影响值得研究。基于润滑理论,导出了壁面滑移时刚性球间牛顿流体挤压流动的压力分布和黏性力的解析解。通过引进滑移修正系数,解析解可分解成无滑移解和滑移修正系数的乘积。该系数是滑移参数和量纲1积分上限的复杂函数,但数值试验表明,对充分大的量纲1积分上限和给定的滑移参数,该系数趋于常数,由此可大大简化黏性力的计算,从而明显减小湿散体离散元模拟的计算量。     

两平行刚性圆盘挤压幂律流体时接触面的滑移规律

采用摩擦边界条件,引进合理的速度场,分析壁面滑移对两平行刚性圆盘间幂律流体挤压流动的影响.研究结果表明,滑移导致挤压黏性力减小,且存在壁面滑移时的挤压黏性力可以分解为无滑移时的解与滑移修正参数之积.结合相对滑移边界条件及与本构关系相联系的滑移边界条件进行对比分析,得到了不同滑移参数间的解析关系式.     

等径球颗粒群流动特征实验研究

为考察等径球颗粒流动特性以便正确地设计模型试验或简化离散元计算,进行了透明可视的二维(单层紧密排列)平底仓钢珠卸料实验、拟二维矩形料槽玻璃球卸料实验和三维半圆柱平底仓玻璃球卸料实验。结果表明:二维(单层)精确等径球颗粒床具有微晶格效应,因此流动是畸变的;半圆柱仓的三维流动不出现畸变;而第3方向取几个球厚度的拟二维流动也避免了微晶格效应和畸变。透明半圆柱平底仓的玻璃球卸料实验表明用它取代圆柱仓可以较好反映圆柱仓内颗粒流动规律。拟二维和半圆柱仓的简化对诸如球床式核反应堆堆芯内球流一类问题的模型实验和离散元模拟有实用价值。     

平行刚性圆盘间有壁面滑移时宾汉流体的挤压流动

两平行刚性圆盘间流体的挤压流动模型是一个基本的力学模型。流体与壁面存在滑移会对挤压黏性力产生影响。以Reyno1ds润滑理论为基础，研究了存在滑移时两刚性圆盘间宾汉流体的挤压流动。研究结果表明，随着滑移参数的增加，挤压黏性力减小，流体刚性层厚度增加；当滑移参数超于无穷大时，所有流体都处于刚性运动状态，此时的挤压黏性力与两刚性圆盘挤压理想刚塑性介质时的情况相同。     

基于拟土颗粒DEM数值模型的静态液桥力测试方法

为经济便捷地测定微量液桥力与球颗粒间距的关系,提出基于微量天平的手动与连续测试的方法,能实现两球位置精确移动和间隙调整,观察并记录液桥从拉伸直至断裂的形态和液桥力变化,采用连续测量方式还可自动实现液桥力数值的连续输出。对等径球和异径球液桥力的测试记录与不同公式计算结果的比较表明,手动和连续测试方法具有较高测试精度且经济适用,可用于对不同液桥力公式的精度进行评估;对异径球液桥力的测试与不同公式结果的比较还表明,静态液桥力近似公式简洁明确精度较好,可供选用。     

基于计算流体动力学与离散元法的离心泵内流场及磨损的数值模拟

利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明：离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部,转速从2650 r/min变化为3000 r/min时,磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部,叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件,占离心泵总磨损量的38.10%～49.41%;离心泵内沙粒平均停留时间表明,流速对离心泵输送性能的影响大于转速的,入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s,说明随着流速的增加,离心泵输送性能增强。