[发明专利]一种冰浆清洗供水管道的模拟方法

权利要求书

1.一种冰浆清洗供水管道的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建水推动冰浆等温流动的物理模型，所述物理模型的构建为先建立固、液两相的瞬时、局部守恒方程，再建立两相流控制方程和相间作用力的模型；

所述控制方程包括固、液两相的连续相方程，固、液两相的动量方程，固、液两相的剪切力方程，湍流方程以及用以封闭固相作用力的粘度方程，所述粘度方程基于颗粒动力学理论；

所述相间作用力模型包括拖曳力、升力以及湍流扩散力模型；

S2：设置用于供水管道冲洗的冰浆固液两相的材料物性；

S3：设置水推动冰浆等温流动的边界条件；

S4：设置水推动冰浆等温流动的初始条件；

S5：网格划分冰浆清洗供水管道模型中的管道模型；

S6：设置冰浆清洗供水管道模型求解条件。

2.根据权利要求1所述的一种冰浆清洗供水管道的模拟方法，其特征在于，所述步骤S1中，由于冰浆中的冰颗粒与氯化钠溶液为不可压缩流体，所述固、液两相的连续相方程如下：

式中，α_L——液相体积分数；

α_S——固相体积分数；

ρ_L——液相密度，单位为kg/m³；

ρ_S——固相密度，单位为kg/m³；

u_L——液相速度，单位为m/s；

u_S——固相速度，单位为m/s；

所述动量方程包括液相动量方程和固相动量方程，所述液相动量方程如下：

式中，p——两相的压力，单位为Pa；

τ_L——液相的剪切力，单位为Pa；

g——重力加速度，单位为m/s²；

M_SL——液相与固相间的动量传递单位为，kg/m·s²；

F_SL——液相与固相的相间作用力，单位为F；

所述固相动量方程如下：

式中，τ_S——固相的剪切力，单位为Pa；

p_S——固相颗粒压力，单位为Pa；

M_LS——固相与液相间的动量传递，单位为kg/m·s²；

F_LS——固相与液相的相间作用力，单位为F。

所述固、液两相的剪切力方程包括固相剪切力方程和液相剪切力方程，所述液相剪切力方程如下：

式中，μ_L——液相剪切粘度，单位为kg/m·s；

λ_L——液相粘度，单位为kg/m·s；

I——单位张量。

所述固相剪切力方程如下：

式中，τ_S——固相的剪切力，单位为Pa；

p_S——固相颗粒压力，单位为Pa；

M_LS——固相与液相间的动量传递，单位为kg/m·s²；

F_LS——固相与液相的相间作用力，单位为F。

3.根据权利要求2所述的一种冰浆清洗供水管道的模拟方法，其特征在于，所述固、液两相的连续相方程中，液相和固相的体积分数之和应为1：

α_L+α_S＝1。