施拉格沸腾/冷凝

混合多相 (MMP) 和流体体积 (VOF) 多相的施拉格沸腾和冷凝模型是指特定动能模型，用于对液-汽交界面处的沸腾或冷凝率建模，特别是在非平衡条件下。

当液体加热到一定温度，导致其蒸汽压力等于或超过环境压力时，沸腾会迅速蒸发液体。通过关注非平衡效应和相变期间跨流体交界面的分子通量，施拉格沸腾模型提供了此过程的动力学描述。它考虑了相间压力差，并纳入了调节系数来衡量分子交换的效率。

下图说明了蒸发/冷凝过程中具有无穷小厚度 Δs 的锐化交界面中的热力学平衡属性：

对于非平衡条件，蒸发率和冷凝率不相等，从而在交界面中产生分子净通量。Simcenter STAR-CCM+ 中的施拉格沸腾和冷凝模型扩展了经典的 Hertz-Knudsen 方程以说明交界面处的非平衡效应。该方法假设 $T_{L} \approx T_{v}$ 并对调节系数使用漂移速度校正。漂移速度表示蒸汽分子朝向或远离交界面的优先运动。

质量传递速率定义为：

{\dot{m}}_{i j} = \frac{2 σ}{2 - σ} \sqrt{\frac{M}{2 π R_{u} T_{v}}} (p_{L, s a t} (T_{L}) - p_{v})

where:

$σ$ is the accommodation coefficient, which represents the fraction of gas molecules that adhere to or are effectively accommodated by the liquid surface during phase transitions.
$R_{u}$ is the universal gas constant.
$T_{v}$ is the vapor temperature.
$T_{L}$ is the liquid temperature.
$p_{v}$ is the vapor pressure.
$p_{L}$ is the liquid pressure.
$M$ is the molecular weight.

(2953)

计算的质量传递速率应用于发生相间相互作用的位置，并根据相互作用面积密度按比例缩放。在流体体积 (VOF) 模拟中，此速率仅在交界面处不为零。在混合多相 (MMP) 模拟中，可以在大尺度交界面上指定速率（如果使用 MMP-LSI），也可以在离散相处使用用户自定义的相互作用面积密度或通过颗粒尺寸分布模型指定速率。

负

{\dot{m}}_{i j}

̇ 表示蒸汽压力大于液体饱和压力，从而导致冷凝。

施拉格模型外推

此方法可用于使用劳修斯 - 克拉珀龙方程计算饱和压力。该方程将饱和压力随温度的变化与汽化潜热关联在一起，其公式如下：

p_{L, s a t} (T_{L}) = p_{s a t} (T_{r e f}) \exp (- \frac{L}{R} (\frac{1}{T_{L}} - \frac{1}{T_{r e f}})

where:

$L$ is the latent heat of vaporization.
$R$ is the specific gas constant.
$T_{r e f}$ is the reference temperature.

(2954)