碳烟截面
碳烟截面法基于包含相同体积碳烟颗粒的截面的描述,支持基于体积的颗粒尺寸离散化以及碳烟数密度和质量守恒。
在截面模型中传输指定数量的截面。对于每个截面,求解碳烟质量分数传输方程,该方程如下:
(3715)
其中
(3716)
其中,
碳烟源项
由如下方程给出:
(3717)
其中,
为了计算每个截面
截面 1 的最小体积
和最大体积
由如下等式给出:
为多环碳氢化合物 (PAH) 体积,
为两个碳原子的体积。
(3718)
和:(3719)
其中,
最大体积
、平均体积
和最小体积
(截面
)由以下等式给出:
和
分别为所有截面中的绝对最小体积和绝对最大体积,
为最后一个截面的项数。
(3720)
(3721)
(3722)
其中,
(3723)
假设每个截面内具有恒定体积分布,从而给出碳烟体积分布
(在截面
内):
(3724)
尺寸重新划分
(截面
)和总体积分数
由以下等式给出:
(3725)
(3726)
- 成核
- 假设两个 PAH 分子碰撞形成碳烟颗粒,并且第一个碳烟颗粒的体积可以表示为:(3732)其中,
为 PAH 分子的碰撞频率, 为 PAH 分子数量。成核源项仅应用于第一个截面。可以使用三个可用的成核选项中的任意一个。 - 冷凝
- PAH 分子冷凝所导致的截面
中的体积变化可以表示为:(3733)(3734) - 表面增长和氧化
- 碳烟表面增长取决于碳烟表面反应机制:HACA(脱氢加碳)或 HACA-RC(脱氢加碳闭环)机制。截面
中的碳烟体积变化可以表示为:(3742)(3743) - 凝结
- 每个截面的凝固源公式由以下等式给出:(3749)
- Soot Mass Density(碳烟质量密度)
-
(3750)
- 碳烟体积分数
-
(3751)
- Soot Mean Diameter(碳烟平均直径)
-
(3752)
- Soot Number Density(碳烟数密度)
-
(3753)
- 颗粒尺寸分布函数
- 截面
(其中 )的颗粒尺寸分布函数,由以下等式给出:(3754)