Все ответы об инженерном анализе

Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Адиабатическое охлаждение воздуха путем распыления воды из форсунок

Katrinmois
Аватар пользователя Katrinmois

Добрый день!

Очень нужна помощь, есть расчетная область, необходимо смоделировать форсуночную систему, которая будет распылять воду из устройств, тем самым охлаждая окружающий воздух.

Подскажите, пожалуйста, какой/какие методы используются для решения задач на испарение?

ВложениеРазмер
Иконка изображения snimok.png36.22 КБ
Иконка изображения snimok_2.png7.54 КБ
ershovmih
Аватар пользователя ershovmih

Приветствую! 
Есть несколько методов решения таких задач:


1) Discrete Phase Model (DPM)
В нем каждая капля воды будут моделироваться как отдельная частица в лагранжевой системе координат, которая будет взаимодействовать с потоком воздуха и стенками. Причём можно легко задать распределение капель по диаметру (хотя в такой задаче, где нет настильной траектории движения капель, это не имеет огромной значимости).
Можно найти кучу учебных материлов на Customer Portal, а в UDF Manual содержатся рабочие коды для улучшения гибкости данной модели (тепловые эффекты, изменение диаметра капель от испарения и конденсации, законы сопротивления).

2) Mixture или Euler Multiphase
В нём будет моделироваться две фазы в эйлеровых координатах: влажный воздух и вода. Фазы взаимопроникающие и взаимодействующие друг с другом. 
Расчёт будет идти быстрее, чем для DPM, поскольку нет нужды отслеживать каждую капельку. 
Если вы готовы к тому, чтобы задать все капли одного размера - то это однозначно ваш выбор! Подключите species transport, назначьте смесь из пара и воздуха, далее в массобмене подключите механизм испарения-конденсации (модель Lee) и код для температуры насыщения от парциального давления водяного пара в воздухе (снимок и код прилагаю) и дело в шляпе!

Ньюансы следующие:
а) если нужно распределение диаметров, то, вероятно, нужно использовать Population Balance с кодом для массообмена по данной модели DEFINE_PB_NUCLEATION_RATE.
(Если найдёте код - пожалуйста, поделитесь!)
б) модель Mixture применима тогда, когда объёмная доля капель мала (слабый распыл). Сильное оседание и скопление фазы воды выводит решатель из строя
в) модель Euler хороша на многих диапазонах, но при низкой объёмной доле воды (порядка e-8 или 0.01 [ppm]) данная модель начинает пренебрегать расчётом потока в ячейках с мелким распылом капель воды и может дать неточный результат.
г) обязательно используйте модель ideal gas для смеси газов, иначе при фазовых переходах не сохраняется масса!
д) о улучшении сходимости и назначении теплового эффекта читайте приложенный файл.

3) VOF to DPM
Очень крутой современный метод, но на практике его не применял. Материалы можно найти в интернете на нашем форуме, Customer Portal, CFD-Online, YouTube.

shamsutdinovr
Аватар пользователя shamsutdinovr

Здравствуйте. Подскажите, пожалуйста, почему в настройках модели Mixture (прикрепленный файл .pdf) у воды и воздуха постоянная плотность, теплоемкость, вязкость, коэффициент теплопроводности? Ведь фактически эти свойства меняются с изменением температуры.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 999 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.