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1、邝多孔介质模型;1多孔介质是由多相物质所占据的共同|的一种组合体,没有固体骨架的那部分8闰,也是多相物质5闰叫做北命,由液体|体或气液两相共同占有,相对于其中一相来说,其他相都弥散在斗中,并以固相为固体骨架,构成空隔空间的树些宇河相互连通。多孔介质模型可以R通过过漓纸、空孔圆盘、于很多问题,如通过充满介质的流动、分配器以及管道堆的流动。多孔介质模型应用我们为什么要应用多乳介多孔介质模拟质模型?方法是将流动区域基于多孔介质模型的数值模拐方薯霜体结蒙蓥霆覆是附加在洪刑挂明咤。上的分布阻力。鬟中存在大量的换热管道和阻碧片,要模拟具有500根换热管和10个阻碧片的换热银丨的活动将诚要l544,。动量方
2、程e为此P_t叫u呈spaldi叩攫出了来“能量方程的处理用分布阻力的方法,也称为多孔介质模型的方法。之后sha等采用这种方。际力系数的推导法楼拟了燕汽发生器和核反应堆掩芜中流体的流动,Karayannis等模3拟了换热器中的流动,医Hhtvtraij*操作步骤(实例)三维换热器中的流刑Wndrows0丁三维捡擎中。后处理维计算流体力学控制方程摹(p矽)+div(p泛矽)=div(Tgradg)+5时间项对流项扩散项广义源项方程变数0扩政系数万源项5lCnmUOpl.COInX动量方程u元p178r+51LA-gp/8y+Su,Y工动量方程日Ap/1G+Su能量方程目K/c口动量方程通用形式,
3、井(o0)+div(pip)-aiv(rgrodg)a帮助文件,史(+V.(oag-vp4yG)+府+厉isexternalbodyr。CeS厉alsocontmins技7孙万孙沥nt林盂蟹)惯性力“品质力表面力医(技1以知i一0江1达标|多孔介质的源项多孔介质的作用是在动量方程中增加一个源项来模拟,源项由两部分组成:一个粘性损失项和一个惯性损失项。331响二一(二Dihuj十塞Ci扒响)一伊1其中S;是i向Gy,2)动量源项,0和C是规定的矩阵。在多孔介质单元中,动量损失对于压力梯度有贡献,压降和流体速度(或途度平方)成比例。a砂-ah吊1(Gres刀aD觊a闭QGz肛_DzD3v蕃阿【(骋
4、】c鲷譬=对于简单的多孔介质,只保畔D和C矩阵的对角线元素。对于简单的、各向同性的多孔介质,各个方向的阻力特性一样,对角线元素相等ia余rseongj多孔介质的源项园二一叁DIj阗j+熹o蚓皇凤佣)在多孔介质单元中,动量损失对于压力梯度有贡献,压降和流体速度或速度平方)成比例。多孔介质的Darcy定律,通过多孔介质的层流流动中,压降和途度成比例,常数C可以考虑为零。忽略对流加途以及扩散。3人Ap二jA厂岑-命忍wam二一其c关Vp二一a亢Apy堇扇A啤3P】=艺二盖挎.EAPo仁Po人P,分别是xy,z三个方向的压力降。am,any,am,分别是多孔介质在x,y,z三个方向的真实厚度。5多孔介
5、质的源项民二一Z咖岫+Zo“M坩)多孔中的惯性损失,在高速流动中,多孔介质动量源项中的常数C。可以对惯性损失作出修正。CJ可以看成治着流动方向铁一单位长度的损失系数,因此允许压降指定为动压头的函数。如果模拟的是穿孔板或者管道堆,有时可以消除混透项而只是用内部损失项,从而得到下面的多孔介质简化方程岫农coanironE】-五avl(蒯町飞A=二c，”呐闽Ap:=E驹叽栅MAP,仁Po,仁P:分别是x,y,z2三个方向的压力降。an,anmo,am:分别是多孔介质在x,y,z三个方向的真实厚度能量方程的处理能量方程:磊(颢)+v(5tp5十刑)=口-尴V挪一2娉幂+(宇矗刃十8h翼多孔介质对能量方
6、程修正:命0py驭+(-mpuBJ+-(oy驭+)=叶柚W-(苓岫+G:.町卜哼对于多孔仁质流动,FLLiENWf们绿辉标准能量输运方程只是修改了对流项和时间导数项。对对流项的计算采用了有效对流函数,时间导数项则计入了固体区域对多孔介质的热惯性效应。多孔区域的有效热传导率k是由流体的热传导率和固体的热传导率的体积平均值计算得到:Rag二ky十人一史a阻力系数推导。采用已知的压强损失,基于名义速度推导多孔介质参数。采用Ergun方程计算充填床的多孔介质参数*用经验公式推导穿过多孔板的流动参数。用表格数据计算流过纤维垫的多孔介质参数“用压强和速度的实验数据计算多孔介质系数采用Ergun方程计算充填床的多孔介质参数在湍流中,充填床的数学模型是用穿透率和惯性损失系数来定义的。计算相关常数的一种办法是使用半经验公式Ergun方程,这个方程适用的雷诺数范园很广,同时也使用于多种塌充物IApl_150k(L-旷,175p(L-95一办百吴+办皂咤在计算层流时,上式中右端第二项可以被去掉,Ergun方程随之简化为Blake-Kozeny方程:150K(L-4P卷-警052-在上述方程中为粘度,D0,为积子的平均直往,为床的深度,为空腔比率,定义为空腔与塔充床的体积比。对比多孔介质的源项方程,各方向上的渗透率和惯性损失系数为:邓325人-心咤邦a-梁6
