相间反应工作流：拉格朗日多相

使用拉格朗日多相颗粒反应或煤燃烧模型，可对反应颗粒进行模拟。支持液体多组分液滴以及多组分颗粒和煤颗粒。

此工作流中的步骤用于接续反应流体常规工作流中的初始步骤。
  1. 对于表示发生颗粒反应的背景相的物理连续体（连续相），除了先前选择的模型之外，还在激活自动选择推荐模型的情况下选择以下模型：
    组合框 模型
    可选模型 拉格朗日多相
  2. 根据需要选择任何其他可选模型。
    例如，如果要模拟固体颗粒（如粉末或浆料）的反应流体，选择离散元模型 (DEM)。请参见离散元模型参考。
  3. 定义连续相中的气体或液体组分。
    1. 展开连续体 > 连续体 > 模型 > [多组分气体] 节点。
    2. 定义组分和相应的材料属性。
  4. 至少添加一个拉格朗日相。右键单击连续体 > 模型 > 拉格朗日多相流 > 拉格朗日相节点，然后选择新建。
    如果仅模拟一种反应颗粒，则只需一个拉格朗日相。请参见拉格朗日相。
  5. 对于每个拉格朗日相，在激活自动选择推荐模型的情况下选择以下模型：
    组合框 模型
    颗粒类型
    • 材料颗粒
    • DEM 颗粒（使用 DEM 时）
    材料
    • 多组分煤：专门设计用来模拟煤燃烧。
    • 多组分颗粒：例如，对多组分固体燃烧或脱挥建模时。
    • 多组分液体：用于液滴与周围流体之间的反应，发生或不发生液滴脱挥。
    质量传递
    • 当选择了多组分颗粒或多组分液体时，选择化学反应
    • 选中“多组分煤”时，选择煤燃烧
    焦炭氧化（选择煤燃烧时）
    • 一阶焦炭氧化
    • 半阶焦炭氧化
    • 用户自定义的焦炭氧化
    原煤脱挥（选择煤燃烧时）
    • 两级脱挥
    • 用户自定义的脱挥
    颗粒反应类型（当选择了化学反应时） 选择以下一项或两项：
    • 颗粒反应
    • 颗粒脱挥
    颗粒形状（选择 DEM 颗粒时） 任何

    （请参见 DEM 颗粒类型）
    状态方程
    • 恒密度
    • 多项式密度
    激活自动选择推荐模型时，将包括以下这些额外的相模型：
    • 压力梯度力
    • 球形颗粒（DEM 除外）
    • 能量
    • 组分
    • 双向耦合 — 当反应包括与连续相的相互作用时。
  6. 选择另外所需的任何拉格朗日相模型。请参见：拉格朗日相模型。
    例如：
    • 轨迹文件
    • 煤燃料氮氧化物
    • 颗粒辐射
  7. 定义拉格朗日相中的组分。
    1. 展开 [连续体] > 模型 > 拉格朗日多相流 > 拉格朗日相 > [相] > 模型节点。
    2. 如下所述设置组分。
      • 对于多组分颗粒模型：

        右键单击多组分颗粒 > 颗粒组分节点，然后从材料数据库中导入组分或选择混合物组分。

      • 对于多组分液体模型：

        右键单击多组分液体 > 液滴组分节点，然后从材料数据库中导入组分或选择混合物组分。

      • 对于多组分煤模型：
        表示煤颗粒成分的相应组分已在多组分煤 > 煤组分节点下定义：
        • 原煤
        • 焦炭
        • 灰
        • H2O
    3. 如有必要，可以调整 [组分] > 材料属性。
      对于每个组分（原煤、焦炭和灰除外，这些是专为煤燃烧预定义的组分），“分子量”材料属性方法默认设为元素成分。分子量取决于“元素成分”材料属性节点中的设置，元素成分对于检查颗粒反应的化学计量至关重要。
    4. 对于 DEM 颗粒类型，选择 [颗粒类型] 节点并指定所需的设置。
      有关颗粒类型的更多信息，请参见：
  8. 定义颗粒反应。
    • 对于多组分颗粒或多组分液体模型：
      1. 右键单击颗粒反应 > 颗粒反应或颗粒脱挥 > 颗粒反应节点，然后选择新的颗粒反应。
      2. 展开颗粒反应 > 反应节点，然后定义反应物和产物。

        对于颗粒脱挥，反应物只能来自拉格朗日相。对于颗粒反应，反应物可以来自拉格朗日相或背景流体。在这两种情况下，产物可以来自拉格朗日相或背景流体。

      3. 选择反应 > 反应率节点，然后选择计算反应率所需的方法。
    • 对于多组分煤模型，已在 [焦炭氧化] 节点下定义必要的煤燃烧反应。
  9. 根据需要设置其他拉格朗日相模型的参数。
    请参见：拉格朗日相模型。
  10. 折叠拉格朗日多相模型节点。
  11. 根据需要设置其余 [连续体] > 模型的参数。
  12. 对于连续体，为参考值和初始条件定义任何必要的参数。
    • 对于燃烧/脱挥反应，确保颗粒达到足够高的温度以进行脱挥并形成可燃气体燃料。设置较高的初始温度（约 800K），或者暂时提高入口气体温度或煤颗粒的喷射温度。
    • 确保指定初始反应组分的组分质量分数或组分摩尔分数（在连续相中）。
  13. 为区域和边界定义任何必要的物理条件和值。
    请参见：拉格朗日相边界条件。
  14. 如有必要，设置喷射器。喷射器可用于定义拉格朗日颗粒进入连续相的位置、方向和频率。
    请参见：使用喷射器。
  15. 返回到反应流体常规工作流。