利用内联成像方法直接洞察粒子群动力学及其在密集固液悬浮液中的效应

《AIChE Journal?AIChE》：Direct insight into particle swarm dynamics and its effects in dense solid–liquid suspensions using inline image method

高浓度悬浮液（>10%）显著影响多相反应器流体特性，研究提出内插图像法解析颗粒群动态，发现颗粒碰撞摩擦导致双聚体和多元聚集体形成，固含率达13.2%时滑移速度衰减和净力效应显著增强颗粒悬浮。通过动态数据关联分析，首次量化了颗粒群粘滞效应和阻碍效应，建立了滑移速度预测模型，验证范围覆盖宽泛浓度区间。

　　

摘要

高相分数（>10%）的浓缩悬浮液显著增加了多相反应器中的流体动力学特性复杂性。最近提出的内联图像方法使得观察密集颗粒群的动力学行为成为可能，而这在过去被认为是一项不可能完成的任务。在这项工作中，该方法得到了进一步发展，用于确定颗粒间的流场以及颗粒群内部的详细数据集。瞬态颗粒群微观结构显示了两种聚集状态：双颗粒团和多颗粒团，并伴随着频繁的碰撞和摩擦现象。统计分析表明，当固体含量达到13.2%时，颗粒群对滑移速度和净力的抑制效应变得显著，这大大增强了颗粒悬浮液的稳定性。通过对动态数据集和相关机制进行相关性分析，首次定量阐明了颗粒群所产生的粘性效应和阻碍效应。据此，提出了一种用于预测颗粒群对轴向滑移速度影响的相关性模型，并且在广泛的浓度范围内得到了良好的验证。

利益冲突声明

所有作者均无需要披露的利益冲突。