Сеточная турбулентность в двухфазном потоке: влияние параметров несущей среды и частиц

Представлены результаты экспериментального исследования начального участка вырождения сеточной турбулентности в двухфазном нисходящем потоке типа "газ–твердые частицы". С помощью методов оптической диагностики были получены распределения динамических параметров двухфазного потока – осредненной и пульсационной скоростей газа и построены кривые вырождения турбулентности вдоль оси течения для сеток с размерами квадратных ячеек $4.8$, $10$ и $16$ мм. В результате исследований показано, что твердые частицы размером $700$ мкм по-разному влияют на степень вырождения турбулентности. В случае сеток с малыми размерами ячеек, $4.8$ и $10$ мм, их присутствие приводит к дополнительной генерации турбулентности, а в случае сетки с размером ячейки $16$ мм – наоборот, частицы подавляют турбулентность. Исследования показали, что с ростом концентрации частиц эти тенденции проявляются в еще большей мере. Кроме того, исследования влияния величины скоростного скольжения фаз обнаружили, что с увеличением разности скоростей фаз наблюдается рост генерации турбулентности. При этом для сетки с крупными ячейками было обнаружено изменение характера влияния частиц на турбулентность – подавление турбулентности при малых значениях скоростного скольжения и ее генерация при увеличении скольжения. На основе анализа экспериментальных данных предложен критериальный параметр, определяющий влияние частиц на турбулентность двухфазного потока, – отношение числа Рейнольдса частицы к числу Рейнольдса турбулентности газа.