共轴喷射多组分湍流混合

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例介绍了丙烷与空气共轴喷射湍流混合过程。

计算域：管道长2m，直径0.3m，丙烷入射管内径5.2mm，外径11mm

物质属性：密度不可压缩理想气体，粘度1.72e–5kg/m-s

边界条件：空气流入速度为9.2m/s，温度300K，壁面温度300K

网格划分

采用矩形网格，网格数量为1600

计算设置

本次计算为稳态流动，不发生化学反应。

• 组分输运模型

激活组分输运方程

• 物质属性
  

计算物质设置为混合物，设置它的密度和粘性

混合物组分包括氮气、氧气和丙烷

• 湍流模型
  

选择Realizable k-e湍流模型

• 边界条件
  

设置丙烷入口流速，流速值有profile文件读入

profile文件下载地址：https://pan.baidu.com/s/1ZsWmXYkJTyiBL3zJVraWDA 密码: c9as

设置空气流入速度

设置出口为outflow边界条件

入口和壁面温度皆为300K

• 设置求解方式和松弛因子

计算结果

• 计算域丙烷质量百分比云图
  

• 计算值与实验值对比

管道中心轴上X方向速度对比图表

管道中心轴上丙烷浓度百分比对比图表

参考文献

R.W. Schefer, R.W. Dibble, “Simultaneous Measurements of Velocity and Density in a Turbulent Non-premixed Flame”. AIAA Journal, Vol 23, pp. 1070-1078, 1985.

R.W., Schefer, “Data Base for a Turbulent, Nonpremixed, Nonreacting Propane-Jet Flow”. http://www.sandia.gov/TNF/DataArch/ProJet.html