考虑空间位形力作用的微米软颗粒溶液微圆管流动规律

来源期刊：工程科学学报2019年第10期

论文作者：朱维耀 王亚震 岳明 邓庆军

文章页码：1266 - 1273

关键词：微米管道;微观力;空间位形力;数学模型;速度分布;

摘    要：针对微米级软颗粒溶液在微小孔道流动不符合泊肃叶流动规律问题,考虑受固体管壁影响软颗粒形变产生的空间位形力作用,基于Navier-Stokes理论,推导软颗粒溶液在圆管中的流速分布及流量表达式,引入颗粒形变因子以表征空间位形力作用的影响;建立考虑空间位形力作用的圆管流动数学模型.由微尺度流动特征实验,得到软颗粒溶液微圆管流动规律,与泊肃叶流动对比,结果显示当管径小于颗粒直径时,相同压力梯度下考虑空间位形力作用的流速比泊肃叶流动拟合结果更接近于实验数据.通过数值计算分析发现,与泊肃叶流动下的速度分布和平均流量相比,当微圆管尺寸减小时,空间位形力作用随之增大,其更大程度上影响流体在微圆管内的流动规律;当颗粒呈非球形且最小投影面积相同时,偏离球形颗粒程度越大,空间位形力作用越大,因此空间位形力作用在微小孔道流动中不可忽略.