监控和绘制碳

将进入计算域的碳质量与离开计算域的碳质量进行比较。两个质量流率达到相同的值时,可以假设求解已收敛。

入口边界处的碳质量流率计算为喷射器中的煤质量流率、最终分析中的碳质量分数与喷射器中的原煤质量分数的乘积。

m ˙ in , C = 0.01162 k g s * 0.8036 * 0.917 = 0.0085628 k g s

通过考虑包含碳的反应机理中的所有组分,碳的质量流出率可定义为:

m ˙ out , C =   m ˙ tot ⁢ ( A r ( C ) M W ( C O 2 ) Y CO 2   +   A r ( C ) M W ( C O ) Y CO     +   2.803   A r ( C ) M W ( C o a l V o l a t i l e ) Y CoalVolatile )

其中, m ˙ tot 是总质量流率, M W ( i ) 是分子量, A r ( i ) 是原子量,而 Y i 是组分 i 的质量分数。

然后,碳的质量流率可以写为:
m ˙ out ( C ) ⁢ =   m ˙ tot ( 0.27 Y CO 2 +   0.43 Y CO   + 0.673 Y CoalVolatile )
(5413)

根据流入和流出的碳质量流率,可以为归一化碳平衡 ( m ˙ in − m ˙ out ) / m ˙ in 创建一个监视器,稍后可以使用该监视器定义基于监视器的停止条件。

要监视和绘制碳:

  1. 为流入的碳的质量流率创建报告。
    1. 右键单击报告节点,然后选择新建 > 用户 > 表达式。
    2. 将表达式 1 节点重命名为碳流入。
    3. 选择 Carbon In(碳流入) 节点,然后设置下列属性:
      属性 设置
      定义 0.0085628
      量纲 单击 (自定义编辑器)。在 Carbon In - Dimensions(碳流入 - 量纲) 窗口中,将质量设为 1,将时间设为 -1。
  2. 为离开计算域的碳质量流率创建报告。
    1. 右键单击报告节点,然后选择新建 > 用户 > 总和。
    2. 将总和 1 节点重命名为碳流出。
    3. 选择 Carbon Out(碳流出) 节点,然后设置下列属性:
      属性 设置
      场函数 Carbon

      此用户自定义的场函数已在教程的启动模拟文件中预先定义。其定义对应于 Eqn. (5413)。

      部件 区域 > coalCombustor > 边界 > OUTLET
  3. 创建一个绘图以显示碳的流入和流出质量流率:
    1. 同时选择 Carbon In(碳流入) 和 Carbon Out(碳流出) 节点,右键单击其中一个选定节点,然后选择根据报告创建监视器和绘图。
    2. 在根据报告创建绘图对话框中,单击单个绘图。
    3. 将绘图 > 报告绘图节点重命名为 Carbon Balance(碳平衡)。
  4. 创建报告和监视器以计算归一化碳平衡。
    1. 右键单击报告节点,然后选择新建 > 用户 > 表达式。
    2. 将表达式 1 节点重命名为归一化碳平衡。
    3. 选择 Normalized Carbon Balance(归一化碳平衡) 节点,然后将定义设为 (${Carbon In}-${Carbon Out})/${Carbon In}。
    4. 右键单击 Normalized Carbon Balance(归一化碳平衡) 节点,然后选择根据报告创建监视器。
  5. 创建一个或多个报告,以分析煤颗粒的焦炭燃尽。
    1. 右键单击报告节点,然后选择新建 > 燃烧 > 焦炭燃尽。
    2. 将焦炭燃尽 1 节点重命名为焦炭燃尽。
    3. 选择 Char Burnout(焦炭燃尽) 节点,然后将部件设为煤。
  6. 在监视器节点内,同时选择以下多个节点,然后将归一化选项设为关闭。
    • CO
    • CO2
    • CoalVolatile(煤挥发分)
    • 连续性
    • 能源
    • H2
    • H2O
    • N2
    • O2
    • Tdr
    • Tke
    • SO2
    • X 动量
    • Y 动量
    • Z 动量
  7. 保存模拟。