液固两相流广泛存在于大自然中,在冶金、化工、电力等很多工业过程中也经常能看到两相流或多相流介质,如在冶金行业中的选矿厂、冶炼厂和矿山充填生产过程中,常常要求测量泥浆状混合液中的固体(金属)量。以用于核算成本、回收金属或控制质量。因此研究这样一个液固两相流固相浓度及沉降速度的测试系统很有意义。目前,研究液固流动的方法可分为两大类:一类是把流体或气体当作连续介质,而将颗粒视为离散体系;另一类是把流体与颗粒都看成共同存在且相互渗透的连续介质,即把颗粒视为拟流体。定常拉格朗日稀疏相DPM多相流模型的离散相公式采用了第二相(离散相)足够稀的假设,亦即颗粒之间的相互作用以及颗粒体积百分率对液相的作用可以忽略。这些假设表示离散相必须满足相当低的体积百分率条件,通常情况小于10%~12%。而本文所要研究的分层器内的离散相的体积比相当小,刚好适合DPM模型。本文对三维凹壁面切向射流非均相分离过程进行研究,以离散相模型(DPM)对粒子的运动进行数值模拟计算,分析离散粒子的分离效果及粒子行为,并在改变雷诺数的条件下,使用高速摄像机跟踪拍摄离散粒子的分离过程及落点位置。分析连续相雷诺数和入口结构参数分别对分离时间和粒子分布的影响;研究出口截面不同位置的粒子的离散轨迹、两相速度差异及壁面效应。结果表明:凹壁面切向射流离散粒子分离效果显著;凹壁面切向射流连续相速度和入口截面宽度对离散粒子停留时间分布影响大于入口截面高度。离散粒子受入口影响较大,粒子入口与圆筒体壁面距离越小,粒子在出口截面上沿周向分布越集中,轨迹越相近;受离心力影响,(u_r~2?r)?g>0.03区域粒子与壁面碰撞频率较高;在(u_r~2?r)?g<0.03范围,粒子受重力作用下降速度提高,与壁面碰撞频率明显降低;离散相粒子与壁面频繁接触,粒子轨迹受壁面影响较大。