管道内多组分物质流动

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例模拟了圆管内两种流体物质的层流流动。

计算域：圆柱直径0.00125m，长0.1m

物质属性：物质A，密度为1kg/m3，粘度为1e-5kg/m-s，扩散系数为1.43e-5m2/s；物质B，密度为1kg/m3，粘度为1e-5kg/m-s，扩散系数为1.43e-5m2/s   

边界条件：来流速度1m/s，物质A在入口处质量百分比为1，物质B在壁面的质量百分比为1

网格划分

采用矩形网格，网格数量为16000

计算设置

本次计算为稳态层流计算。

• 物质属性
  

（1）设置两种物质的密度和粘度参数

（2）设置混合物的扩散系数

• 湍流模型
  

选择层流

• 组分输运模型

激活组分输运模型

• 边界条件

（1）设置速度入口边界条件

速度值有profile文件读入，profile文件下载地址：

链接：https://pan.baidu.com/s/1y54Mhdvrp0UkZ__ZR7l0Jw 密码：7444

在入口处组分B的百分比为0

（2）出口为压力出口

（3）壁面边界

在壁面物质B的质量百分比为1

• 初始化

初始化设置物质B为0

计算结果

• 计算域云图展示
  

组分百分比云图

• 计算值与实验值对比

这里将x轴不同位置处的A物质质量百分比结果进行对比

参考文献

W.M. Kays and M.E. Crawford. Convective Heat and Mass Transfer. 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY. 126-134. 1993.