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Fluent|喷雾蒸发

内容纲要
本案例演示利用Fluent中的雾化喷嘴模型及组分输运模型模拟甲醇喷雾蒸发行为。

案例内容包括:

  • 利用air-blast喷雾器定义喷雾入射

  • 利用离散相模型模拟液滴运动行为

注:本案例来自Fluent文档。

1 问题描述

本教程考虑的几何结构如图所示。雾化器内部有一股气流,周围环绕着一股旋转的环状气流。考虑到问题的周期性,计算中只对部分雾化器进行建模。

2 Fluent设置

  • 3D、Double Precision模式启动Fluent

  • 读取计算网格sector.msh

计算网格如图所示。

  • 同时选择两个周期面,如下图所示,点击菜单Multi Edit…打开设置对话框

  • 如下图所示,设置周期类型为Rotational

2.1 General设置

  • 采用默认设置

2.2 Models设置

  • 激活Realizable k-epsilon湍流模型

  • 激活Species Transport模型,选择混合材料为methyl-alcohol-air,如下图所示

2.3 Materials设置

  • 选择材料methyl-alcohol-air,点击右键菜单Eidt…编辑材料

  • 如下图所示,保留混合组分为甲醇、氧气与氮气

2.4 边界条件设置

1、central_air设置

  • 指定边界central-air质量流量为9.167e-5 kg/s,方向为Normal to Boundary,如图所示

  • 指定Total Temperature393 k

  • 指定Specieso2为0.23

2、co-flow-air设置

  • 设置边界co-flow-air速度为1 m/s

  • 指定温度为293 k

  • 指定出口o2质量分数为0.23

3、swirling-air设置

  • 设置入口速度为19 m/s,指定速度方向为y方向0.7071,z方向0.7071

  • 指定温度为293 k

  • 指定氧气组分质量分数为0.23

4、outlet设置

  • 指定出口条件,如下图所示

  • 指定出口回流温度293 k

  • 指定回流组分氧气质量分数为0.23

5、outer-wall设置

  • 如下图所示指定壁面边界outer-wall

2.5 初始化计算

  • 如下图所示进行初始化计算

2.6 迭代计算

  • 设置迭代计算300 步

2.7 计算结果

  • 创建一个15°的等值面

  • 查看等值面上速度分布

  • 创建视图

  • 恢复周期视图显示

  • 查看流线分布,如下图所示

3 喷雾计算

3.1 DPM设置

  • 如下图所示设置DPM模型

  • 激活选项Temperature Dependent Latent Heat及Breakup,如下图所示

  • 如下图所示,激活选项Linearize Source Terms

  • 如下图所示创建雾化喷嘴,注意颗粒类型选择为Droplet以及材料选择

  • 设置颗粒阻力模型为dynamic-drag,如下图所示

-

3.2 材料设置

  • 修改液相甲醇材料介质参数

  • 修改甲醇的蒸发/沸腾模型,如下图所示,其他参数保持默认设置

3.3 监测出口甲醇浓度

  • 如下图所示设置监测出口位置甲醇蒸气浓度

3.4 迭代计算

  • 设置迭代计算300 步

3.5 计算结果

  • 监测得到的甲醇蒸气浓度随迭代变化,如下图所示

  • 喷雾颗粒如下图所示

  • 中间面上甲醇气体质量分数分布


文件链接:

https://pan.baidu.com/s/13aAjr7bhrnftUPT9yR_f3w 
提取码:3iz1

视频操作:

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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文章名称:《Fluent|喷雾蒸发》
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