两相之间产生位移的相对速度称为滑移速度。如颗粒滑移速度,由于固体颗粒和流体的密度不同,颗粒的运动速度小于流体得到运动速度,二者之间的差值称为滑移速度,而降导致颗粒在垂直管道中的滞留。对于复杂的情况如液体在固体表面的表观滑移,是液体在固体表面的速度滑移、粘附和流体内部滑移的综合作用的结果。

简介

滑移速度通常存在于两相中,如固液两相流中,与一般的细颗粒浆体相比,含粗颗粒的固液混合物所具有的一个显著特点就是由颗粒速度小于流体速度(其差值称为滑移速度),而导致颗粒在垂直管道中的滞留。在颗粒滑移速的作用下磨料将加速运动有接近的趋势,因混合液两相介质速度互相逼近的速率,取决于滑移速度即取决于运动过程中出现的各种阻力。

相关研究固液两相流离心泵内部流场数值模拟

固液两相流离心泵过流部件的磨损是电厂、冶金、化工、水利、食品和疏浚等行业的瓶颈问题之一。随着固液两相流离心泵的应用逐渐推广,磨损问题显得日益突出。采用Particle模型和非均相模型对固液两相离心泵内部流场进行数值模拟,研究其内部固液两相的流动特性,并重点分析固体颗粒相在过流部件壁面处的滑移速度和体积分数,从而为分析过流部件的磨损提供依据1。

叶轮壁面处的固体颗粒相的滑移速度直接决定着单个颗粒对壁面的磨损能力,侧面反映了泵内过流部件的磨损情况。

随着固体颗粒相直径的增大,在前后盖板内壁面处,固体颗粒的滑移速度增大。当颗粒直径为0.1 mm时,在叶轮前后盖板中前部靠近叶片压力面处,固体颗粒的滑移速度较小。

随着固体颗粒直径的增大,该区域逐渐减小。在靠近叶片压力面尾部和叶片吸力面中部的前后盖板处,固体颗粒的滑移速度明显较大,表明该处壁面的磨损较严重。在靠近蜗壳出口的两流道中形成了漩涡,随着颗粒直径的增大,漩涡对壁面处滑移速度的影响逐渐减小。

从叶片压力面进口到叶片压力面出口,固体颗粒相的滑移速度总体上先减小后逐渐增大,在叶片出口处达到最大。其中有两个叶片的速度分布与其余叶片上的速度分布有所不同,因为其靠近蜗壳出口,受到蜗壳出口的影响,在流道内形成了漩涡。随着颗粒直径的增大,叶片压力面的固体颗粒相滑移速度增大。

从叶片吸力面进口到叶片压力面出口,固体颗粒相的滑移速度总体变化不大,但在叶片出口处部分叶片上的滑移速度急剧增大。随着颗粒直径的增大,部分叶片中部出现滑移速度先减小再增大的趋势。

无论是叶片压力面还是吸力面,随着颗粒直径的增加,叶片壁面处固体颗粒相的滑移速度总体上是增大的,压力面侧的滑移速度增大较明显。从叶片进口到叶片出口,壁面处滑移速度先减小后增大。

气液两相流中气泡滑移速度的数值模拟

气液两相流是指在同一流动体系中,同时存在气相和液相两种流动介质的流动现象。它是多相流动现象中最为常见的类型之一。气泡在流场中运动,由于其与流体的密度、黏度等性质的不同,运动过程中会受到摩擦力和虚拟质量力等作用力的作用,导致气泡与流体之间的速度存在一定的差异,也就是两者之间存在滑移速度,即气泡滑移速度,而气泡滑移速度的大小决定了气泡的速度能否准确地反映流体的速度2。

气泡的直径对气泡滑移速度的影响

随气泡直径的减小,气泡滑移速度降低,当气泡直径为 0.01mm 时,几乎不产生滑移。直径大的气泡在水中运动时较难保持形状稳定,变形较大;直径小的气泡在水中容易保持稳定形态,发生变形的时间比大气泡延后,而且大直径气泡的上升速度与小直径气泡的上升速度相比要大。因此,与直径小的气泡相比,直径大的气泡的滑移速度快。

气泡体积分数对气泡滑移速度的影响

随气泡体积分数的增加,气泡滑移速度减小。当气泡的体积分数增加时,即含气率增加,气泡和水相间的黏度作用减小,使得气泡与水的速度差减小,因此气泡滑移速度减小。气泡的体积分数不同导致气泡与水之间的摩擦力和虚拟质量力以及气泡受到浮力不同,而这些力的作用导致水和气泡作加速运动,使得气泡和水的分布不均匀,因此气泡滑移速度出现很大的波动,但是当流经一段距离以后,气泡和水做加速运动停止,气泡和水的速度减小,气泡和水的分布基本均匀,因此气泡滑移速度逐渐趋于稳定。气泡的体积分数越大,其滑移速度越小。当气泡体积分数为10%时,气泡滑移速度已经很小,可以忽略不计。因此,当气泡体积分数不小于10%时,其对气泡滑移速度的影响可以忽略。

流体流速对气泡滑移速度的影响

当流体速度为 1.00m/s 时,由于流体速度较快,使气泡分布均匀,气泡和水以相同的速度流动,气泡和水之间没有滑移速度;当流体速度为0.10m/s时,流体速度较慢,使气泡分布呈现出不均匀,产生气泡滑移速度;当流体速度为 0.01m/s 时,流体速度太慢,使气泡的分布很不均匀,且多处于管道上部,流经一段距离后处于管道上部的气泡速度减小为0,所以 0.7m以后气泡滑移速度很大。因此,流体速度对气泡滑移速度的影响较大。

气泡的直径、体积分数以及流体流速对气泡滑移速度都有影响。在气泡直径小于等于0.10mm时,或气泡体积分数大于等于10%时,或流体流速大于等于0.10m/s时,气泡滑移速度可忽略不计。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

滑移速度

图文简介

两相之间产生位移的相对速度称为滑移速度。如颗粒滑移速度,由于固体颗粒和流体的密度不同,颗粒的运动速度小于流体得到运动速度,二者之间的差值称为滑移速度,而降导致颗粒在垂直管道中的滞留。对于复杂的情况如液体在固体表面的表观滑移,是液体在固体表面的速度滑移、粘附和流体内部滑移的综合作用的结果。