碳烟

在燃气轮机、内燃机和其他实用燃烧设备中，碳烟的生成主要是不完全燃烧的产物。除了在燃烧效率方面造成的损失外，碳烟生成造成的一个相当严重的影响就是危及健康。

典型的柴油发动机以 0.2 到 0.6 g/km 的速率排放碳烟，这推动了生产更清洁发动机的需求。但是，某些情况需要提供或生成碳烟，例如汽车轮胎的生产就需要碳黑。在工业应用熔炉或热风炉中，需要生成碳烟起媒介作用，这样便可通过辐射加剧热传递。但是，在将废气释放到环境中之前，必须先对碳烟进行氧化。这些过程需要了解导致碳烟形成的不同机制的详细知识。

Simcenter STAR-CCM+ 将碳烟颗粒建模为近似球体，其直径为 $d$ 。由于碳烟颗粒具有直径范围，因此 Simcenter STAR-CCM+ 使用颗粒尺寸分布函数 (PSDF) 对碳烟直径进行建模。提供了两个选项来对此 PSDF 建模 - 碳烟矩量法或碳烟截面。碳烟双方程模型求解碳烟颗粒数及其尺寸（或直径）的传输方程，但假设每个空间点处有一个直径。

碳烟吸收系数

当参与辐射模型处于活动状态时，碳烟会影响网格单元的总气体吸收系数。可将吸收系数设为常数、场函数或普朗克平均吸收系数 $k_a$ （以 1/m 为单位）。

其中：

• $C_0$ 是可以设置的常数。
• $f_v$ 为 Eqn. (3675) 中的碳烟体积分数。
• $T$ 为温度。

当考虑所有参与介质时，通过 Eqn. (1723) 计算吸收系数的总和。