多孔介质及多孔板数值模拟案例.doc

多孔介质及多孔板数值模拟案例.doc瓜子烘干机数值模拟分析
原型:
压力出口
速度入口
多^介质区威
多孑版
05 («i)
I
上图是用gambit制作的物理模型，并划分好网格和边界层。
设il参数：
求解器：
在本算例中，为了硏究烘干机的最终溫度分布和烘干效率，我们采用稳态求解器。由于
风素不高，所以我们忽略空气的可压缩性，采用基于压力的求解方式(pressurebased )>
因为存在空气虧度变化，所以需要计算重力影响。
模型：
考虑到多相模型涉及到水的潜热和相变，计算过于复杂，本次数直模拟先在没有水的条 件下计算大概温度分布和湍流强度。
在粘性中选用k七湍流模型，并开启能量方程。
流体物性参数：
本例中选用的是空气作为流体工质，由于空气温度在15°C-80°C之间变化，其部分物性 参数存在很大差异，所以不能设定为常量。在这里我们只需要考虑空气的密度和温度的函数 关系。根据空气物性参数表，用excel做出如下曲线：
干空气
从图中可以看出在该范围内空气的温度和密度存在线性关系，所以设定空气密度时可以 选用图中几个点，作为空气密度线性方程的解，并以此设定空气密度。
固体物性参数:
本例中的几个墙面在计算时将其看作铝材料，-k
多孔介庾区域参数:
由于缺乏夹验数据f在设定多孔区域中的渗透项和惯性项时只能大概估计其阻力系数，
在此我们将其暂设为如下：
Reference Frame
Mesh Moti on
Porous Zone
3D Fan Zone
Embedded LES
p/] V«looi ty Resistance ForinulatLoii
Vi scous Resi stance (inverse Ab s olu te Permeability)
Direct!on"l (l/m2)
Direction"2 (l/m2)2eO7
Inerti al Resi stAiice
]Altern4tiv« Formulation
Directi onH
(1/m) [20000
conztant
Birecti
(l/m)|20
conztant
Power Lav Model
经计算，该值对温度扩散太大阻得作用，所以该假诈值可以认为适用。
至于孔隙率，
工作环境：
重力作用已经在上面说过，这里不再重复。工作压力这里设置为Oatm ,这样方便设定 随后的进出口压力。工作温度这里根据当前气候因素，。
边界条件：
有些边界条件是根据几次计算后设定的最价值，这里不重复叙述其过程，直接以最后设 定值为准。
多孔跳跃：这里的多孔跳跃，就是模型图中所标志的多孔板，其材料为铝，， 其阻力系数还是和上面讲述的一样填入适用值。
p/] V«looi ty Resistance ForinulatLoii
Vi scous Resi stance (inverse Ab s olu te Permeability)
Direct!on"l (l/m2)
Direction"2 (l/m2)2eO7
Inerti al Resi stAiice
]Altern4tiv« Formulation
Directi onH
(1/m) [20000
conztant
Birecti
(l/m)|20
conztant
Power Lav Model
经计算，该值对温度扩散太大阻得作用，所以该假诈值可以认为适用。
至于孔隙率，
工作环境：
重力作用已经在上面说过，这里不再重复。工作压力这里设置为Oatm ,这样方便设定 随后的进出口压力。工作温度这里根据当前气候因素，。
边界条件：
有些边界条件是根据几次计算后设定的最价值，这里不重复叙述其过程，直接以最后设 定值为准。
多孔跳跃：这里的多孔跳跃，就是模型图中所标志的多孔板，其材料为铝，， 其阻力系数还是和上面讲述的一样填入适用值。
压力出口 ：根据几次计算结果，压力出口的压力设为3atm是比较合适的，其湍流参数 保持默认。岀口的回流温度应设为高于外界温度但是低于内部温度，这里将其设为310K。
速度入口 ：根据大多数用于烘干谷物的风机功率，这里将入口速度设为10m/s ,初始压 力i殳