水分沸腾

水分沸腾模型是一种围绕多孔固体中的水分沸腾对温度的影响建模的简单方法。 该模型考虑当多孔固体内部的水分因固体加热至超过水分沸腾温度的温度而蒸发时汽化潜热的影响,例如重力压铸应用。

与水分蒸发对能量传输的影响相比,以下影响可忽略不计:

  • 水分的比热。

  • 固体内的水分传输。

  • 蒸汽的传输和冷凝。

水分沸腾模型考虑蒸发对固体中能量传输的影响。 假设蒸汽从多孔固体中逃逸出,而没有在固体中再冷凝。

如果温度低于沸腾温度 Tb ,则此模型对总比焓 h 没有影响。

当温度 T 超过 Tb ,则以下比焓的量 Δhtarget 将由沸腾过程消除(受水分可用性限制)。

1. EQUATION_DISPLAY
Δhtarget=min[0,ρVCp(TbT)]
(1834)

其中, ρ 为固体密度, V 为网格单元体积, Cp 为固体比热。

可通过蒸发水分消除的比焓总量 hm 取决于其体积分数 αm 和汽化潜热 hlat,m

2. EQUATION_DISPLAY
hm=αmρmVhlat,m
(1835)

其中, ρm 为水分密度。

由于当前时间步中的蒸发,剩余水分的以下分数 f 将被消除:

3. EQUATION_DISPLAY
f=min[1,Δhtargethm]
(1836)

fαm 转换为蒸汽可将网格单元中的固体冷却到 Tb ,并将水分的体积分数减小因子 (1f)