Modelowanie numeryczne przepływów wielofazowych z fazą dyspersyjną - Podstawy teoretyczne i zastosowanie

Bogdan Gicala

Monografia nr 9
Gliwice 2011, s.1-75,  il., bibliogr. 73 poz.

cena egz. 35,00 zł

W pracy przedstawiono kilka przykładów zastosowania numerycznej mechaniki płynów (Computational Fluid Dynamics – CFD) do symulacji turbulentnych przepływów wielofazowych w procesach przemysłu wydobywczego.

W opracowaniu skoncentrowano się, ze względu na powszechność zastosowania w praktyce inżynierskiej, na metodzie typu Euler-Euler w której faza ciągła i fazy dyspersyjne traktowane są jako wzajemnie przenikające się kontinua. W metodzie tej rozwiązywany jest układ uśrednionych równań Naviera-Stokesa (Reynolds Averaged Navier-Stokes – RANS) oraz równań domykających opisujących turbulencje i oddziaływania międzyfazowe. Z pośród kilku metod modelowania turbulencji omówiono dwurównaniowy model k-ε również ze względu na jego powszechność zastosowania. Zastosowanie tej metody symulacji do modelowania przepływu typu ciecz-pęcherzyki powietrza przedstawiono na przykładzie maszyny flotacyjnej, przepływu zawiesiny o małym udziale objętościowym cząstek stałych („rozrzedzonego” układu ciecz-cząstki stałe) – na przykładzie mieszania zawiesiny siarki nierozpuszczalnej w dwusiarczku węgla w zbiorniku magazynowym oraz przepływu zawiesiny o dużym udziale objętościowym cząstek stałych – na przykładzie mieszania w zbiorniku magazynowym zawiesiny siarczku cynku w wodzie.


Numerical modelling multiphase flow with dispers-sion phase. Theoretical grounds and application

The application of Computational Fluid Dynamics (CFD) for turbulent multiphase flow simulation in the Mining Industry area is pre- sented in the monograph. The main attention is turned out on the RANS Euler-Euler simulation method, which is most commonly used for industrial flows. In this method both continuous and dispersed phases are treated as interpenetrating continua. For each phase Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equation and the set of closing equations are solved. From many different turbulence models available the twoequitation k-ε model is used, because of its robustness and reasonable accuracy. The example of application of Euler-Euler RANS method for simulation of bubble flow in the full scale flotation machine is presented. As an example of low loaded solid suspension flow the simulation of mixing of insoluble sulphur in sulphur dicarbonate suspension is presented. The simulation of mixing process of zinc sulphide in water suspen sion is an example of dense dicrete phase flow.