单元模型又称池模型,最早由Happel«]提出。如图6.1所示,其基本思想是假 设纤维床层由许多“单元”组成,每个“单元”以纤维为中心,周围是圆形或多边形 的流体层,单元内流体流动情况与流体在床层中一样。这样,问题简化为在单元内求 解。单元中流体的厚度与床层孔隙率有关,即单元内流体所占比例等于床层孔隙率, 孔隙率越大,流体层越厚,单元越大。由此,一定程度上考虑了相邻纤维对中心纤维 的影响。
由于丝网除沫器纤维床层的特征尺寸较小,基于孔隙尺寸的雷诺数也很小(ReVl),因而 流动中的惯性项相对于黏性项可忽略,于是,Navier-Stokes方程可简化为Stokes方 70
程,即单元内的流动是无惯性的、服从Stokes方程的流动。纤维在床层中的排列方 式不同,在流体中所受曳力不同,水头损失也不同。因此,为导出水头损失方程,须 首先确定水流方向与纤维间的关系。为研究方便起见,将纤维排列方式分为三种:水 流方向与纤维轴向平行;水流方向与纤维轴向垂直;三维随机纤维排列。
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