对于细长状的非球形纤维 ,其形状修正系数与长径比 (

l

0

/ d

0

)

可用如下公式

[

2

]

:

　　　φ= 0

18874 - 010161

l

0

d

0

　　　　　

(

3 <

l

0

d

0

< 20

)

(

2

)

并可得到纤维粒子的流动阻力修正系数

:

C

d

= 5

131 - 4188 φ

(

3

)

2

12 　粒子主要受力分析

纸浆悬浮液进行平面射流运动时 ,液固两相之间的作用力对其运动状态起着至关重要的

作用 。这些作用力主要包括相间的摩擦阻力以及粒子在流动时受到的升力 。

2

1211 　相间阻力

在湍流射流状态下 ,相间作用力中的惯性力远远大于粘性力的作用 。由粒子相与流体相

之间相对速度产生的流动阻力为

[ 1 ]

:

F

s

=

C

d

ρ

p

τ

t

(

u

p

-

u

f

)

(4)

其中 ,τ

t

为纤维粒子的松弛时间 ,即表示粒子在湍流状态下从一种速度状态到另一种速

度状态的脉动变化所需要的时间 ,采用经验公式

[ 3 ]

:

τ

t

=

2ρ

p

r

0

9

v

ρ

f

(5)

则有相间阻力 :

F

s

= 4

15

C

d

ρ

f

v

r

0

( u

p

-

u

f

)

(6)

式中 　

C

d

—

—

—纤维粒子的阻力修正系数

ρ

f

—

—

—流体的密度 (kg/ m

3

)

v

—

—

—流体的运动粘度

r

0

—

—

—纤维粒子的当量半径 (m)

u

p

,

u

f

—

—

—分别为纤维粒子和流体的速度 (m/ s)

2

1212 　剪切及旋转升力

非均匀速度场中 ,粒子因速度梯度而引起的剪切升力为

[ 4 ]

:

F

l1

= 6

146

C

d

r

2
0

μ

f

ρ

f

d

u

d

r

( u

p

-

u

f

)

(7)

同时 ,单个粒子在流体中剪切速度场的作用下以角速度 ω旋转时

,

将产生由于旋转而引

起的升力

,

用公式表示为

[

4

]

:

F

l2

=π

C

d

r

3

0

ρ

f

ω

( u

p

-

u

f

)

(8)

上两式中 　μ

f

—

—

—流体的粘度 ( Pa・s)

d

u

d

r

—

—

—流体的速度梯度 (s

- 1

)

ω———粒子自旋的角速度 (rad/ s)

C

d

—

—

—纤维粒子的阻力修正系数

则 ,单个纤维粒子的升力为 :

F

10

=

F

l1

+

F

l2

于是 ,单位控制体内粒子受到的升力为 :

F

l

=

∑

F

l1

+

∑

F

l2

9

8

　

第

14

卷

流浆箱喷嘴处纸浆两相射流的流动分析

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