Flujo Radial Divergente Estable de un Fluido Cargado de Partículas con Migración de Partículas
Autores: Ru, C. Q.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Flujo Radial Divergente Estable de un Fluido Cargado de Partículas con Migración de Partículas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Suspensión de partículas y fluidos
Velocidad relativa
Relación de densidad de masa
Número de Stokes
Migración de partículas
Fracción de volumen
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El flujo radial divergente constante de una suspensión de partículas-fluido viscosa o inviscida se estudia utilizando un novedoso modelo de dos fluidos. Para el campo de flujo inicial con una distribución uniforme de partículas, nuestros resultados muestran que la velocidad relativa de las partículas con respecto al fluido depende de su relación de velocidad de entrada en la entrada, la relación de densidad de masa y el número de Stokes de las partículas, y las partículas más pesadas (o más ligeras) que el fluido se moverán más rápido (o más lento) que el fluido cuando sus velocidades de entrada sean iguales (entonces la resistencia de Stokes desaparece en la entrada). El movimiento relativo de las partículas con respecto al fluido conduce a la migración de partículas y a la distribución no uniforme de partículas. Se obtiene una expresión explícita para la distribución de partículas constante que se alcanza finalmente debido a la migración de partículas. Nuestros resultados demostraron y confirmaron que, tanto para partículas ligeras (burbujas de gas) como para partículas pesadas, dependiendo de la relación de densidad de masa de partículas a fluido, la fracción de volumen de partículas alcanza su valor máximo o mínimo cerca de la entrada del flujo radial y luego disminuye o aumenta monótonamente con la coordenada radial y converge a un valor asintótico determinado por la relación de velocidad de entrada de partículas a fluido. Las soluciones explícitas dadas aquí podrían ayudar a cuantificar la distribución constante de partículas en el flujo radial desacelerante de una suspensión de partículas-fluido.
Descripción
El flujo radial divergente constante de una suspensión de partículas-fluido viscosa o inviscida se estudia utilizando un novedoso modelo de dos fluidos. Para el campo de flujo inicial con una distribución uniforme de partículas, nuestros resultados muestran que la velocidad relativa de las partículas con respecto al fluido depende de su relación de velocidad de entrada en la entrada, la relación de densidad de masa y el número de Stokes de las partículas, y las partículas más pesadas (o más ligeras) que el fluido se moverán más rápido (o más lento) que el fluido cuando sus velocidades de entrada sean iguales (entonces la resistencia de Stokes desaparece en la entrada). El movimiento relativo de las partículas con respecto al fluido conduce a la migración de partículas y a la distribución no uniforme de partículas. Se obtiene una expresión explícita para la distribución de partículas constante que se alcanza finalmente debido a la migración de partículas. Nuestros resultados demostraron y confirmaron que, tanto para partículas ligeras (burbujas de gas) como para partículas pesadas, dependiendo de la relación de densidad de masa de partículas a fluido, la fracción de volumen de partículas alcanza su valor máximo o mínimo cerca de la entrada del flujo radial y luego disminuye o aumenta monótonamente con la coordenada radial y converge a un valor asintótico determinado por la relación de velocidad de entrada de partículas a fluido. Las soluciones explícitas dadas aquí podrían ayudar a cuantificar la distribución constante de partículas en el flujo radial desacelerante de una suspensión de partículas-fluido.