本文摘要(由AI生成):
本文介绍了利用CFX模拟管道内酸和碱混合反应的过程。通过前处理步骤,包括新建材料、创建附加变量、加载反应表达式、创建计算域、设置边界条件和初始条件以及求解器设置,完成了仿真模型的搭建。计算完成后,通过后处理展示了管道内PH值、酸、碱及产物质量分数的云图,并得出结论:到混合管末端产物质量分数为0.4265。本文旨在分享流体仿真经验,欢迎交流共同进步。
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今天给大家分享的案例是:利用CFX模拟管道内的反应流。
本文采用CFX 2019 R2演示
这是一个酸和碱在管道内混合反应的问题,具体的进出口边界和几何尺寸见下图。
△ 几何示意图
这里用到了初中学到的化学反应方程式:
2.1 新建材料
定义工作路径,该路径中包含事先准备好的模型文件:ReactorExpressions.ccl、ReactorMesh.gtm,其中ReactorExpression.ccl包含需要用到的与化学反应相关的各种表达式,ReactorMesh.gtm是CFX需要的网格文件。
新建一个Case,命名为reactor.cfx
△ 新建Case
△ 导入CFX网格文件
△ 硫酸属性
△ 氢氧化钠属性
△ 产物属性
△ 混合物流体属性
2.2 创建附加变量
△ 附加变量MixturePH
2.3 加载反应表达式
2.4 创建计算域
△ 计算域设置
△ 设置子区域属性
2.5 设置边界条件
△ InWater入口边界
△ InAcid入口边界
△ InAlkali入口边界
△ Out出口边界
△ 对称边界
2.6 设置初始条件
初始条件的设置如下图所示。
△ 设置初始条件
2.7 求解器设置
如下图所示。
△ 求解器设置
以上步骤完成后,我们就可以保存文件并启动求解器开始计算了。具体操作如下图所示,不出意外会自动启动求解器,然后点击Start Run,就可以开始计算了。
△ 启动求解器
计算完成后,启动CFD-Post进行结果后处理,具体操作略过(主要是因为简单),显示云图如下:
△ 管道内的PH值云图
△ 酸的质量分数云图
△ 碱的质量分数云图
△ 产物的质量分数云图
从云图结果可以看出:到混合管的末端产物的质量分数为0.4265。
至此,管式反应器的仿真过程结束了。
内容简介:模型算例