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时间:2019-05-21
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1、两相流学习总结首先我们学习了两相流的简介,了解了一些关于两相流的基本知识。相的概念,相是具有相同成分和相同物理、化学性质的均匀物质部分,即相是物质的单一状态,如固态、液态和气态。在两相流动的研究中通常称为固相、液相和气相。相与组分的联系和区别,首先组分是指混合物(包括溶液)中的各个成分,组分与相没有明显的联系。两相流(多相流)的概念,两相流是指物质两相同时并存且具有明显相界面的混合流动。多相流是指多相流.相的判断,判别单相体系和两相体系主要依据以下两条,是否系统内的各部分的性质均匀,是否存在明显的相间界面。两相流的研究方法有:理论分析法、数值
2、计算法、实验研究法。通过对两相流的一些初步的了解,我们发现两相流由于其故有的复杂性、多样性和测量手段的局限性,到目前为止,无论是在理论上还是在方法上,这一研究尚处于发展阶段,而且在今后一个较长的时间内,将继续是一个各抒己见,实验性强,充满着机会和突破的学术领域。然后我们学习了两相流的各种流型,在此我们引入两种对两相流的分类方式,第一,根据两相之间界面结构的不同,具体分类为下面显示部分,在此各种流型的图就不再一一列举了。第二,根据混合物两个组成部分的物质状态和状态的差异来分类接下来,我们学习了稀疏和稠密的悬浮体两相流,1.相密度ρk:该相的质量
3、同该相的体积之比;2.分密度:某一相k的分密度是该相的质量同混合物体积之比;3.质量分数:混合物中,相k的质量与混合物质量之比;4.4.体积分数:混合物体积中,相k所占的体积的份额;两相流的基本方程:1、多组分气体的基本关系式,应用Reynolds输运定理,可得基本守恒方程组(包括:连续方程,动量方程,扩散方程,能量方程,反应率方程,状态方程)2、定常、二维层流边界层方程3、相内的‘微观’守恒方程将单向流动的基本守恒定律应用于第k相的微观体积dVk中,在低马赫数和各项比热为常数的条件下,欧拉坐标下k相内的微观守恒方程可写为:其中,~表示相内的
4、“微观”真实值,分布是反应放热和辐射传热,Yks是k相s组分的质量分数,是k相s组分的反应率。4、层流多相流的体积平均守恒方程对真实的多相流动系统,需要了解的是宏观流动特性,而不是微观流场的细节,因此常用到是体积平均方程,欧拉坐标下可表示为:接下来介绍两相流的模拟,首先说明湍流气粒两相流动的时均方程组,多相流模型及模型方程选用FLUENT多相流模型的几个要点关于FLUENT不同多相流模型的选择和比较:1)对DPM模型,采用的是Lagraian-Eulerian方法。粒子的运动是按Lagrarian方法,连续流体的计算是按Eulerian方法。
5、DPM可以跟踪单独粒子的运动轨迹。但该方法不考虑粒子对连续流体运动的影响,所以只适用于粒子体积占总体积不大于10%的情况。2)VOF模型。该模型能够比较好的反映多相流之间的界面情况。比如大的气泡以比较慢的速度在液体中流动,气液界面等。由于VOF模型采用的方程中的各项物性参数,如密度,粘度等,是各相物性的体积平均值,所以要求各相的速度之间差别不能太大,否则会对计算结果的精度影响很大。一般情况VOF采用非稳态模拟比较好。主相的体积值不是从体积守恒方程得到的,而是1减去其他离散相的值。3)Mixture模型。此模型考虑了离散相和连续相的速度差,及相
6、互之间的作用。但相与相之间是不相容的。动量方程及连续方程等中各物性参数采用的是各相体积平均值。主相的体积值不是从体积守恒方程得到的,而是1减去其他离散相的值。4)Eulerian模型。此模型可以对各相进行单独的计算,每相都有单独的守恒方程。据有很大的适应性。但代价是由于要对各相都要进行独自计算迭代,计算机时是很巨大的。故Mixture是Eulerian模型的一种折衷.一、离散相模型;1、颗粒与运动方程二、VOF模型三、混合模型3.1、混合模型的连续性方程3.2、混合模型的动量方程3.3、混合模型的能量方程4、欧拉模型4.1体积分数4.2、守恒
7、方程方程的通用形式质量守恒q相的连续方程为
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