气固二相流固相颗粒播撒装置设计及数值模拟

徐新建， 胡光忠， 邹 亮， 赵 云， 纪博凯

(四川理工学院 机械工程学院，四川 自贡 643000)

0 引 言

在风沙二相流风洞实验中，雷诺数都比较大，一般都大于4 000，流体很容易发生湍流[1],所以气固二相流固相颗粒播撒技术直接影响风洞试验结果的正确性。因为风洞实验要想正确模拟空旷地区组合工况下流场情况，首先必须能有像空旷地区相似稳定的流场[2]。但是,由于实验风洞不可能无限大，只能选择一个正确的尺寸来近似的模拟空旷田野下组合工况的流场情况[3]。因此设备的粗糙度、气固二相流固相颗粒的进入方式、风沙二相流固相颗粒的进入方式等都会对流场产生巨大的影响，所以风沙二相流实验室就必须保证固相颗粒能以正确的方式进入风洞流道，最重要的是不会因为气固二相流固相颗粒或固相颗粒进入干扰流场变化情况。笔者在实验中发现,简单的播撒会对风洞流场产生致命的影响，导致流场极度紊乱，使实验结果变得不可靠[4],所以必须设计一种可靠的气固二相流固相颗粒播撒装置及播撒方法在保证气固二相流固相颗粒均匀的进入风洞的前提下同时减小对流场的影响，确保实验结果符合工程实际要求[5]。

本文设计了一种风沙二相流风洞可用的固相颗粒播撒装置,以流体力学为基础，通过数值模拟的方法确认该设备用于固相颗粒播撒的可行性[6-8],为气固二相流固相颗粒播撒装置的制作提供保证。

1 固相流道

送沙流道作为固相颗粒播撒装置的一部分起着重要的作用，它一方面可以作为固相颗粒进入播撒装置主体的连接部分;另一方面可以控制颗粒进入装置主体的固相颗粒的量，满足实验对不同固相浓度等级的要求[9]。……