連續(xù)性和流動的數(shù)值求解

旋流器可用眾多代表其內(nèi)部位置的不同網(wǎng)格點(diǎn)來離散，用有限差分或有限單元模型來求解其控制微分方程。連續(xù)性方程用于流體、固體顆粒和動量問題，而對于不可壓縮流體，則用N-S方程來描述流體運(yùn)動°采用這種方法，商用計算流體力學(xué)軟件包PHOENICS［Rhodes等1989］被用作預(yù)測旋流器的性能。需要輸入的參數(shù)是旋流器的幾何尺寸和進(jìn)料流入的狀態(tài)。應(yīng)用此模型能預(yù)測壓降、分割尺寸、級效率、流出每個出料口的流動。

當(dāng)研究進(jìn)口條件的改變或不同的旋流器幾何尺寸設(shè)計的影響時，該模型也是非常有用的。旋流器的數(shù)值模型普遍假設(shè)沿軸向?qū)ΨQ，它一定程度上簡化了計算要求。要想真實再現(xiàn)懸流器內(nèi)的流動狀況應(yīng)有三向速度的空間和時間的變化，必須允許旋流器內(nèi)的湍流流動，必須適應(yīng)大量固相顆粒存在以使其能代表具有粒度分布的顆粒物料。對這些變量需要很大的計算量，因此一些計算研究不得不將流動簡化為層流、軸對稱，甚至出口僅有一個溢流［Bloor等，1989］。 假設(shè)和限制的條目越多，結(jié)果的可靠性就越低。

該技術(shù)提供的信息在設(shè)計和優(yōu)化中具有重要應(yīng)用前景，但是在訓(xùn)練數(shù)值模型時必須特別地注意，為了便于數(shù)學(xué)求解，數(shù)學(xué)模型中往往包含有一些阻尼因素或稱“逆風(fēng)”因素。特別是當(dāng)建立模型時釆用的假設(shè)在物理上也不切合實際時，這可能影響結(jié)果的有效性或通用性。 因此，為了驗證模型的有效性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行輔助這種技術(shù)的試驗驗證。圖8-24描述的是一個 數(shù)值研究的結(jié)果。