本案例的目的是演示如何使用ANSYS FLUENT中的欧拉组合PDF输运模型与离散四阶矩方法(DQMOM)设置和求解液相化学反应。
对于涉及液体的反应,组分在分子水平上的混合(也称为微混合)对于确定产物转化方面起着重要作用。在存在平行竞争反应的情况下,微混合可以单独影响期望产物的产率。FLUENT中的快速化学模型,如非预混平衡模型、稳态湍流小火焰模型和涡耗散模型,都无法捕捉微混合的物理过程,因此可能无法准确预测转化率与选择性。
完整的组合PDF输运模型(Composition PDF Transport Model)可以很好地求解液相反应,但Langrangian方法的计算成本非常高,因为动力学计算是使用粒子为基础的方法(Monte Carlo方法)求解的,这些方法计算量巨大。DQMOM-IEM模型以欧拉框架求解PDF输运,这大大减少了计算量,同时能够保留计算准确性。
本案例演示以下内容:
受限的交叉射流反应器(confined imping-jet reactor, CIJR)由两个高速共轴液体喷流组成,它们在反应器内发生碰撞并产生毫秒量级的混合时间。本案例采用以下一对二级平行反应来评估混合程度。
第一个反应非常快,其反应速率 ;第二个反应非常慢,反应速率 。
注:括号中的A、B、P1、D、P2、P3、bulk等均为相应组分的代号。”
注:括号中的A、B、P1、D、P2、P3、bulk等均为相应组分的代号。
当启用液相微混合模型时,FLUENT会从模型湍流和标量谱中对IEM模型中使用的混合常数进行插值。下图显示了两个反应物在反应器中心撞击的CIJR示意图。
Units...
Scale Mesh
mm
Realiazble k-epsilon
Enhanced Wall Treatment
Setup → Models → Species
OK
注:因为暂时还没有创建材料介质,所以Species Models对话框的Boundary标签页中没有办法指定材料。”
注:因为暂时还没有创建材料介质,所以Species Models对话框的Boundary标签页中没有办法指定材料。
Name
Density
Molecular Weight
Create/Create
water-liquid
mixture-template
注:这是考虑到液体的施密特数较高,因此扩散率较低。”
注:这是考虑到液体的施密特数较高,因此扩散率较低。
Boundary
1、leftinlet边界
Mixture Fraction
Fuel
2、rightinlet边界
Oxidizer
3、outlet边界
Methods
Controls
Equations
Energy
注意:对于具有反应的组分模型,默认启用能量方程。然而对于本案例,流动是等温的,密度也是恒定的。因此不需要求解能量方程。”
注意:对于具有反应的组分模型,默认启用能量方程。然而对于本案例,流动是等温的,密度也是恒定的。因此不需要求解能量方程。
Hybrid Initialization
资源链接:
https://pan.baidu.com/s/1ncc3unUugqgNHfcoBLSiyw?pwd=dkym
提取码:dkym
(完)