Шаг 6: Модели: Дискретная фаза

Течение частиц углы в FLUENT моделируется с помощью модели дискретных фаз (discrete phase model). Эта модель прогнозирует траекторию движения отдельных частиц. Обмен импульсом, теплотой, и массой между газом и частицами угля включаются в расчёт чередуясь с расчётом траекторий частиц и уравнений непрерывной газовой фазы.

1.

Включение прогнозирования траектории движения дискретной фазы

Define $\rightarrow$ Models $\rightarrow$ Discrete Phase...

(a)

Под надписью Interaction (Взаимодействие) включите опцию Interaction with Continuous Phase (Взаимодействие с непрерывной фазой)

Включение этой опции позволяет учесть влияние движущейся дискретной фазы (а также тепло- и массопереноса) на движение газовой фазы. Отследить траектории движения частиц можно и не включая этой опции, однако при этом частицы не будут влиять на течение газа.

(b)

Установите параметры расчёта, Number of Continuous Phase Iterations per DPM Iteration (Число итераций непрерывной фазы на итерацию дискретной фазы) установите равным 20.

Большее значение этого параметра используется в задачах со значительным расходом дискретной фазы или большим размером сетки. Менее частое обновление траекторий может быть предпочтительнее в подобных задачах, для обеспечения сходимости уравнений газовой фазы перед очередной итерацией для дискретной фазы.

(c)

Под надписью Tracking Parameters (Параметры слежения) установите Max. Number of Steps (Максимальное число шагов) равным 10000.

Ограничение числа шагов расчёта траектории по времени производится для предотвращения расчёта траекторий частиц "застрявших" в области (например, за счёт рециркуляции).

(d)

Включите Specify Length Scale (Установить масштаб длины) и оставьте по умолчанию Length Scale (Масштаб длины) равным 0.01 м.

Length Scale контролирует величину шага по времени для определения траекторий дискретной фазы. Значение 0,01 м. предполагает, что порядка 1000 шагов по времени будет использоваться для расчёта траектории длиной 10 м.

(e)

Под надписью Options (Опции) включите Particle Radiation Interaction (Взаимодействие частиц излучением).

2.

Создание подвода дискретной угольной фазы.

Течение дискретной фазы определяется начальными условиями её подвода к газу. FLUENT использует эти условия в качестве стартовой точки интегрирования уравнений движения частиц.

 

Здесь, полный массовый расход угля (через половину сечения канала) составляет 0,1 кг/с. Предполагается что частицы имеют размеры (Rosin-Rammler size) от 70 до 200 микрон в диаметре.

Define $\rightarrow$ Injections...

(a)

Нажмите кнопку Create (Создать) в панели Injections (Впрыск).

Откроется панель Set Injection Properties (Установка свойств впрыска, подвода).

Течение частиц будет определяться набором 10 различных условий, которые как и диаметр должны удовлетворять Rosin-Rammler закону распределения размера (Rosin-Rammler size distribution law).

(b)

Выберите group (группа) в списке Injection Type (Тип впрыска).

(c)

Установите Number of Particle Streams (Число потоков частиц) равным 10.

Этот параметр определяет диапазон установления начальных условий 10 течениями частиц, каждое из которых имеет свой набор начальных условий. Это приведёт к 10 дискретным значениям диаметров частиц, поскольку диаметр будет изменяться в различных течениях частиц.

(d)

Выберите Combusting (Горючие) под надписью Particle Type (Тип частиц).

Выбирая Combusting вы активируйте подмодель выхода летучих веществ и выгорания угля. Аналогично опция Droplet (Капля) включает подмодель испарения капель и кипения.

(e)

Выберите coal-mv в списке Material (Материал).

Список материалов содержит горючие сыпучие материалы из базы данных FLUENT. Вам следует выбрать подходящий уголь из этого списка и после просмотреть или изменить его свойства в панели Materials (Материалы).

(f)

Выберите rosin-rammler в списке Diameter Distribution (Распределение диаметров).

Частицы угля имеют равномерное распределение диаметров в диапазоне от 70 до 200 микрометров. Распределение размеров соответствует уравнению Rosin-Rammler со средним размером 134 микрометра и параметром распространения (расширения) (spread parameter) равным 4,52.

(g)

Выберите o2 (по умолчанию) в списке Oxidizing Species (Окислители).

(h)

Установите диапазон начальных условий Point Properties (Точечные условия) начиная определением параметров First Point (Первая точка):

• X-Position (X-Расположение): 0.001 m

• Y-Position (Y-Расположение): 0.03124 m

• X-Velocity (X-Скорость): 10 м/с

• Y-Velocity (Y-Скорость): 5 м/с

• Temperature = 300 K

• Total Flow Rate (Полный расход): 0.1 kg/s

• Min. Diameter (Минимальный диаметр): 70e-6 m

• Max. Diameter (Максимальный диаметр): 200e-6 m

• Mean Diameter (Средний диаметр): 134e-6 m

• Spread Parameter (параметром распространения (расширения)): 4.52

(i)

Под надписью Last Point (Последняя точка) укажите аналогичные значения для расположения, скорости и температуры.

(j)

Определение турбулентной дисперсии (turbulent dispersion).

i.

Нажмите Turbulent Dispersion (Турбулентная дисперсия).

Панель изменится.

ii.

Под надписью Stochastic Tracking (Вероятностное, случайное, схоластическое слежение) включите Stochastic Model (Схоластический модель).

Схоластическая модель слежения траекторий позволяет учесть эффект турбулентности в газовой фазе на траектории частиц. Это важно для получения реалистичного распределения частиц.

iii.

Установите Number of Tries (Число попыток) равным 10.

Замечание:

Новый впрыск, подвод (названный injection-0, по умолчанию) теперь появится в панели Injections (Впрыск).

В панели вы можете выбрать существующие впрыски и просмотреть параметры течения этого впрыска в консоли.

Назад: Шаг 5: Модели: Непрерывная (газ) фаза
Вверх: Использование модели горения без предварительного смешивания
Вперёд: Шаг 7: Материалы: Непрерывная фаза