fluent离散相DPM模型模拟

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150-180
0.15
180-200
0.05
定义一个颗粒的粒径分布所对应的Yd就是:
Mass Fraction with
Diameter,d(μm)
Diameter Greater thand,Yd
70
0.95
100
0.85
120
0.50
Mass Fraction with
Diameter,d(μm)
Diameter Greater thand,Yd
70
0.95
100
0.85
120
0.50
150
0.20
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0.05
200
(0.00)
Yd= e-1≈0.368所对应的d值即为dm,由于上表中没有0.368,所以需要根据已有数值进行拟合,得到曲线如下:
1、导入网格,设置边界条件,一阶计算,solve—controls—solution controls
速度压力耦合选择SIMPLE,
2、一阶收敛后,改为SIMPLEC,如图
注意:不要初始化,迭代6000步左右
3、QUICK模式迭代收敛或稳定后,改为非稳状态计算液相Define—Models—Solver
关于n的计算,可以使用Excel来做。个人感觉还是很好使的。
掌握了rosin-rammler分布规则后,便可在使用DPM模型时根据实际情况设定不同的粒径了。
但需要注意的是rosin-rammler分布是一种连续分布,
然而,在fluent计算的时候,需要设定Number of diameters,并且在计算结果中可以看到,粒径的分布并不是连续的。如果粒径分成10级,那么只能看见10种粒径。而且,均从同一个颗粒源发射出。
注意:中间不要初始化
4、单相非稳态迭代至1.1s后,加颗粒,选DPM模型,设置颗粒喷射源参数
具体设置如下文
5、效率计算方法:
6、设定出口截面方法:
Surface—plane…,设置如下图,通过三点确定一个面,(x0为圆心,x1、x2为圆上两个点)
设定监视面:
7、模型设定:
Define—Models—Discrete Phase,勾选Interaction with Continuous Phase,即考虑连续相的影响,设定连续相的迭代数为10;
根据上图找到Yd=0.368所对应的d值,在这里dm=d≈131μm。
得到dm后,根据式(1)可以得到式(2)
n=ln(-lnYd)/ln(d/dm) (2)
用式(2)来计算n值。共有6种粒径,但是只能得到5个n值,因为最后一个Yd=0。将5个n值进行平均,最终便得到n的大小。在这个例子中n=4.52。
150
0.20
180
0.05
200
(0.00)
Rosin-Rammler分布函数假定粒径d和Yd之间存在这样一种指数关系:
Y= e-(X/60.53)n(1)
其中dm为平均粒径(Mean Diameter );n为传播系数(Spread Parameter)。为了获得上述两种数值,需要找到d和Yd的关系。
设定计算步数100000,步长5
图1
8、设置注射源
Define—Injections…,选择注射类型:surface,选择注射面:inlet,
图2
9、设定物料
选择calcium-carbonate代替滑石粉,并选择物料类型“inert-particle”
图3
10、再设置入口参数
Define—Injections…,选择源面,set..,见下图,Diameterdistribution(粒径分布)选择“distribution”,重点设定“Point properties”,其中包括三位速度、开始时间、停止时间、质量流量、最大粒径、最小粒径、Spread parameter(文后方法计算的n值),Number of Diameters(粒径分成的份数,也就是每个单元格计算的颗粒数目)。
图4
图5
图6
图7
图8
图9
图10
图11
附:颗粒离散数计算方法
关于rosin-rammler分布
举例说明,有一组颗粒服从这样一种粒径分布,见下表:
Diameter
Mass Fraction
Range (μm)
in Range
0-70
0.05
70-100
0.10
100-120
0.35
120-150
0.30