Investigación CFD sobre los efectos de la ubicación de las partículas circundantes en el coeficiente de arrastre
Autores: Dodds, David; Sarhan, Abd Alhamid R.; Naser, Jamal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación CFD sobre los efectos de la ubicación de las partículas circundantes en el coeficiente de arrastre
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Simulación
Flujos de gas-sólido diluidos
Método de seguimiento de partículas Lagrangiano
Gravedad
Fuerza de arrastre
Concentración de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En la simulación de flujos de gas-sólido diluidos, como los que se observan en muchas aplicaciones industriales, se utiliza el método de seguimiento de partículas lagrangianas para rastrear paquetes de partículas individuales a través de un campo de fluido convergente. En el seguimiento de estas partículas, las fuerzas más dominantes que actúan sobre ellas son las de gravedad y arrastre. Para predecir con precisión el movimiento de las partículas, la determinación de las fuerzas mencionadas se vuelve de suma importancia, y por lo tanto se desarrolló una fórmula mejorada de fuerza de arrastre para incorporar los efectos de la concentración de partículas y el número de Reynolds de las partículas. El presente estudio de CFD examina los efectos individuales de las partículas ubicadas tanto perpendiculares como paralelas a la dirección del flujo, así como el efecto de una partícula atrapada dentro de una matriz infinita de partículas distribuidas uniformemente. Los resultados muestran que las partículas vecinas perpendiculares al flujo (Modelo 2) tienen un efecto de aumento de la fuerza de arrastre a distancias de separación cercanas, pero esto se vuelve insignificante entre 5-10 diámetros de partículas dependiendo del número de Reynolds de las partículas (Rep). Cuando están atrapadas en una línea infinita de partículas alineadas con el flujo (Modelo 1), la fuerza de arrastre se reduce notablemente a distancias de separación cercanas y aumenta a medida que la distancia aumenta. Los resultados de la matriz infinita de partículas (Modelo 3) muestran que, aunque no es evidente en el modelo individual, el efecto de las partículas laterales se experimenta a muchos diámetros de partículas río abajo.
Descripción
En la simulación de flujos de gas-sólido diluidos, como los que se observan en muchas aplicaciones industriales, se utiliza el método de seguimiento de partículas lagrangianas para rastrear paquetes de partículas individuales a través de un campo de fluido convergente. En el seguimiento de estas partículas, las fuerzas más dominantes que actúan sobre ellas son las de gravedad y arrastre. Para predecir con precisión el movimiento de las partículas, la determinación de las fuerzas mencionadas se vuelve de suma importancia, y por lo tanto se desarrolló una fórmula mejorada de fuerza de arrastre para incorporar los efectos de la concentración de partículas y el número de Reynolds de las partículas. El presente estudio de CFD examina los efectos individuales de las partículas ubicadas tanto perpendiculares como paralelas a la dirección del flujo, así como el efecto de una partícula atrapada dentro de una matriz infinita de partículas distribuidas uniformemente. Los resultados muestran que las partículas vecinas perpendiculares al flujo (Modelo 2) tienen un efecto de aumento de la fuerza de arrastre a distancias de separación cercanas, pero esto se vuelve insignificante entre 5-10 diámetros de partículas dependiendo del número de Reynolds de las partículas (Rep). Cuando están atrapadas en una línea infinita de partículas alineadas con el flujo (Modelo 1), la fuerza de arrastre se reduce notablemente a distancias de separación cercanas y aumenta a medida que la distancia aumenta. Los resultados de la matriz infinita de partículas (Modelo 3) muestran que, aunque no es evidente en el modelo individual, el efecto de las partículas laterales se experimenta a muchos diámetros de partículas río abajo.