Analiza porównawcza wybranych modeli ruchu cząstki sferycznej w jednowymiarowym przepływie dwufazowym

W pracy porównano wybrane modele ruchu kropli traktowanej jako nieodkształcalna cząstka sferyczna w polu przepływu gazu. Bezpośrednim celem prezentowanej analizy było określenie różnic pomiędzy rozwiązaniami zagadnienia ruchu kropli uzyskiwanymi przy zastosowaniu różnych przybliżeń dla wyrażenia składowej sił aerodynamicznych w równaniach ruchu. Analizowano wybrane przybliżenia aproksymacyjne dla współczynnika oporu kropli w szerokim zakresie zmienności liczby Reynoldsa oraz rozwiązania analityczne i numeryczne zagadnienia przyspieszania kropli w przepływie jednowymiarowym.

---

Modelling results of an aerosol droplet motion in gaseous fluid have been discussed. The analysis is focused on differences between the results obtained for different approximations of the aerodynamic force component in the governing equation of motion. The drag force has been modelled applying selected expressions for the drag coefficient in a wide range of instantaneous Reynolds number. The droplet has been considered as a rigid (non – deformable) spherical particle. Results of analytical calculations have been compared with the outcomes of numerical calculations. Numerical analysis has been performed using popular CFD FLUENT and COMSOL packages. Some typical expressions for the particle drag coefficient have been considered. For the simplicity sake the analysis has been limited to a particle response to a one-dimensional flow. The main goal of the whole analysis is to clarify picture of complex heat and mass transfer phenomena in two-phase duct flows in icing conditions. The obtained results will enable verification of a CFD analysis for cases of a more complicated flow geometry.