设置材料特性

定义相并设置适当的材料特性。

在此预期不会发生壁面干燥的高压计算中,蒸汽保持在饱和温度。因此,可以合理地假定恒定的蒸汽特性和恒定的交界面特性。

另一方面,当液体从 60 K 的过冷状态加热到饱和温度时,可能会遇到明显的密度和比热变化。然而,可通过遵循以下两个条件,使用液体的恒定特性做出有用的分析:

  • 为了获得正确的热平衡,同时也使用实验入口温度,选择了以下液体比热定义:

    Cp=hLSAThLINTSATTIN

    其中 SAT 指示饱和,IN 指示入口,L 指示流体。

  • 在介于入口和饱和之间的某个温度处选择流体密度、粘度和传导率。选择的入口速度必须使入口速度乘以密度的结果与实验质量通量相匹配。

在本教程中,设置特性的过程被推迟到了选择所有模型之后进行。仅当特定模型要求时,才会出现某些特性。

指定流体相的材料特性。

  1. 编辑多相 > > 液体 > 模型 > 液体 > H20 > 材料属性节点,然后设置以下属性:
    节点 属性 设置
    密度 > 常数 $InletDensity
    动力粘度 > 常数 0.0001177 Pa-s
    生成热 > 常数 1122143 J/kg
    比热 > 常数 4648.3 J/kg-K
    标准状态温度 > 常数 $SaturationTemperature
    导热率 > 常数 0.6433 W/m-K

设置流体相的初始温度:

  1. 选择液体 > 初始条件 > 静态温度节点,然后将设置为 461.0 K

    现在,流体相的设置完成。

指定蒸汽相的材料特性。

通常,Simcenter STAR-CCM+ 内部将标签为“生成热”和“标准状态温度”的相属性用作指定“参考温度”的一般“参考焓”。对于此沸腾应用,分别选择这些特性作为标准蒸汽表中的“饱和焓”和“饱和温度”。

根据相焓定义自动计算潜热。

  1. 编辑蒸汽 > 模型 > 气体 > 蒸汽 > 材料属性节点,然后设置下列特性:
    节点 属性 设置
    密度 > 常数 22.7 kg/m^3
    动力粘度 > 常数 1.78E-5 Pa-s
    生成热 > 常数 2797997 J/kg
    分子量 > 常数 18.0 kg/kmol
    比热 > 常数 4227.9 J/kg-K
    标准状态温度 > 常数 $SaturationTemperature
    导热率 > 常数 0.0535 W/m-K
  2. 选择液汽交界面 > 模型 > 多相材料 > 材料属性节点,然后设置下列属性:
    节点 属性 设置
    沸腾温度 方法 场函数
    场函数 标量函数 $SaturationTemperature
    表面张力 > 常数 0.024292 N/m