反应流体应用

使用 Simcenter STAR-CCM+ 中提供的反应流模型组合,可以对多个不同类型的反应流体应用进行建模。

反应流体常规工作流介绍如何开始对 Simcenter STAR-CCM+ 中所有类型的反应流体应用进行建模。请参见反应流体常规工作流。每个特定类型的反应流体应用遵循额外工作流,该工作流是根据特定应用选择的。以下章节将介绍常见反应流体应用的选择以及合适工作流的选择准则。

燃气轮机



可以使用以下某个工作流:
  • 反应组分输运

    最适于零部件加载时的燃气轮机。

    使用以下任意模型:
    • 复杂化学(计算成本较高,因此仅在需要时使用)
      • 当存在多种燃料构成的混合物时
      • 用于模拟火焰点燃、淬火或熄灭
      • 用于模拟缓慢形成污染物
      • 用于模拟非设计加载点
    • 涡破碎 (EBU)

      当反应主要受湍流限制且机制很小(一个或两个步骤)时使用 EBU;否则使用复杂化学。

    • 增厚火焰模型 (TFM)

      适用于瞬态 LES 模拟。此模型人工加厚火焰 — 这有助于实现其他小火焰模型无法完成的收敛求解。

    请参见反应组分输运

  • 小火焰

    最适于完全负载下的燃气轮机,或发生统计上处于稳态的湍流燃烧的燃气轮机。

    使用小火焰生成流形 (FGM) 模型。

    请参见小火焰

煤燃烧



可以使用以下某个工作流:
  • 相间
    最适于对固体煤颗粒和背景气体(例如在煤炉中)之间的相互作用建模。可以选择以下任一模型:
    • 煤燃烧

      最适于模拟煤炉。还可以对专为煤燃料设计的氮氧化物排放建模。

    • 颗粒反应
      • 颗粒燃烧:用于模拟颗粒燃烧或焦炭氧化。
      • 颗粒脱挥:用于模拟颗粒脱挥、气化或升华。
  • 反应组分传输

    可以使用复杂化学模型模拟多燃料燃烧。

    请参见反应组分输运

  • 小火焰

    可以使用化学平衡小火焰模型模拟简单煤燃烧或点燃。

    请参见小火焰

此外,如果需要,可以对排放连同小火焰或者反应组分传输工作流建模。相间工作流提供了用于对特定氮氧化物排放建模的选项。

流体催化裂化

应用示例:汽油生产。



可以使用以下某个工作流:
  • 相间

    最适于对液滴和背景气体之间的相互作用建模。

  • 反应组分输运

    可以使用复杂化学模型模拟多燃料燃烧。

    请参见反应组分输运

聚合

通过聚合模型,可以对所有相关过程(包括引发、传播、传递、分支、裂解和终止)进行模拟。

可以使用以下某个工作流:

  • 聚合

    模拟多组分液体(非多相)聚合。

  • 相间工作流:多相

    要模拟多相聚合(例如,在流化床反应器或搅拌槽反应器中),在多相流模型的多组分液相中使用聚合模型。

请参见聚合

催化转化器



将反应组分输运工作流(支持对所有输运的传输建模)与额外的表面化学和排放工作流一起使用。

请参见反应组分输运表面化学排放

可以将反应表面指定为固态区域中的壁面或多孔区域中的表面。

反应表面



将反应组分输运工作流(支持对所有组分的输运建模)与额外的表面化学工作流一起使用。

请参见反应组分输运表面化学

如果想要监视排放,还可以一起使用排放工作流和反应组分传输工作流。

请参见排放

反应表面可以是固态区域中的壁面或多孔区域中的表面。

玻璃熔炉



可以使用以下某个工作流:
  • 相内

    可以使用多相流体域体积 (VOF) 模型来模拟含多个不混溶液相的流中的反应相(其使用小火焰模型或反应组分输运模型)。

    请参见相内

  • 反应组分传输
    • 涡破碎

      当反应主要受湍流限制且机制很小(一个或两个步骤)时使用。

    • 复杂化学

      与 Chemkin 格式化机制一起使用。

    请参见反应组分输运

  • 小火焰

    可以将稳态层流小火焰模型用于具有表格化详细动能的稳态反向流体扩散火焰。

    请参见小火焰

如果想要监视特定组分的排放级别,还可以使用排放工作流。

请参见排放

熔炉和燃烧器



可以使用以下某个工作流:
  • 小火焰(用于表格化的详细动能)
    • 稳态层流小火焰

      用于稳态反向流体扩散火焰。

    • 小火焰生成流形

      适用于小火焰假设有效的完全预混或部分预混的火焰(具有无限快的化学反应)。当想要捕捉点燃、熄灭或淬火时使用。

    请参见小火焰

  • 反应组分输运(当无适用的小火焰模型时使用)
    • 复杂化学

      与 Chemkin 格式化机制一起用于瞬态计算、点燃和熄灭。

    • 涡破碎

      用于在 GUI 中定义的一个或两个简单反应。

    请参见反应组分输运

如果想要监视特定组分的排放级别,还可以使用排放工作流。

请参见排放

反应通道

示例应用:甲烷重整。

使用反应通道工作流,该工作流描述如何设置反应通道和周围的燃烧室体积。

请参见反应通道

液膜反应

应用示例:滴床反应器或尿素薄膜中的选择性催化还原 (SCR) 反应。



通过使用具有可选模型“液膜”的反应组分传输工作流,可以模拟液膜中的反应。将多组分气体模型用于背景流体区域并使气体与液膜壳区域交界。

请参见反应组分输运