多组分液滴蒸发模型参考

对于液滴,液滴蒸发模型在组分质量守恒方程中加入液滴蒸发率。仅当液滴材料是多组分液体时,此模型才可用。此模型与实际气体状态方程模型兼容。请参见什么是实际气体模型?

对多组分液滴蒸发进行建模时,假设液体表面处蒸汽和液体之间达到平衡状态,并且通常应用 Raoult 定律来获得液滴表面处的蒸汽压力。如果液体混合物组分的分子结构相似,则 Raoult 定律可以提供合理的预测。但是,这不适用于许多多组分混合物,即乙醇-汽油燃料,其中乙醇的分子结构与汽油中的烷烃和芳烃组分大不相同。随着所谓的合成燃料的使用不断增加,必须有一个模型能够准确预测液滴表面处的蒸汽-液体平衡。实时的修正 UNIFAC 模型通过引入活性系数概念来处理具有不同结构的混合物。有关修正 UNIFAC 模型的公式,请参见蒸发和冷凝。

理论 请参见液滴蒸发。
提供方式 [相] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 拉格朗日多相流 > 拉格朗日相 > [相] > 模型 > 液滴蒸发
要求
  • 颗粒类型:材料颗粒
  • 颗粒形状:球形颗粒(自动选择)
  • 材料:多组分液体
  • 组分:组分(自动选择)
属性 关键属性包括:蒸汽组分、冷凝、热传递限制模式。请参见液滴蒸发。
激活 物理模型 温度、等值热
模型控制(子节点) 舍伍德数。请参见舍伍德数。
材料 临界压力、临界温度、汽化潜热、饱和压力。请参见材料和方法。
边界输入 请参见液滴蒸发边界设置。
场函数 颗粒活性系数、液滴汽化潜热、液滴饱和压力。

材料和方法

临界压力
在任何温度下高于该压力,液体和气体将无法共存。每个液体组分都需要此值。
临界温度
无论应用的压力如何,超出此温度材料均无法液化的温度。每个液体组分都需要此值。
汽化潜热
此属性可以使用常数、场函数、多项式 (T)、表 (T) 或以下项之一指定:
方法 对应方法节点
焓差
焓差
此节点不提供任何属性。
请参见使用焓差法计算汽化潜热。
劳修斯 - 克拉珀龙
劳修斯 - 克拉珀龙
此节点不提供任何属性。
请参见使用劳修斯 - 克拉珀龙法。
饱和压力

饱和压力 p s a t 是平衡相应液体组分时每个蒸汽组分的压力。每个液体组分都需要此值,可以将其指定为场函数、多项式 (T)、表 (T) 或以下任一项:

方法 对应方法节点
安托因方程

安托因方程

使用安托因方程定义饱和压力。请参见使用安托因方程。
瓦格纳方程

瓦格纳方程

使用瓦格纳方程定义饱和压力。请参见使用瓦格纳方程。

液滴蒸发

蒸汽组分
连续相中的气体组分,表示颗粒中的可蒸发液体蒸汽。
冷凝
打开时,指定除蒸发外还允许冷凝。默认值为打开。
Ys 上限
限制 Eqn. (3048) 中的表面平衡蒸汽质量分数 Y v , s 的值,以防 Spalding 传递数 B 变为奇异数。默认值为 0.99999。
热传递限制模式
打开时,指定允许热传递限制蒸发模式。当颗粒表面上的蒸汽饱和并在临界点之下时,将使用此模式。请参见热传递限制蒸发。设为关闭时,将应用蒸汽扩散限制模式(液滴表面上的蒸汽摩尔分数固定为 Ys 上限)。默认值为打开。
修正 UNIFAC 模型
如果打开,则指定激活修正 UNIFAC 模型来处理组分结构不大相同的混合物。默认值为关闭。
配位数
修正 UNIFAC 模型中的参数,测试表明求解对此参数不太敏感。默认值为 10。
将混合物组分映射到气体组分
对于液滴蒸发节点,属性窗口中的蒸汽组分属性用于定义如何在连续相中将可蒸发液体组分映射到气体组分。注:仅允许将可蒸发液体组分映射到连续气体组分,因为 Simcenter STAR-CCM+ 中当前没有合适的升华模型来处理从固体到蒸汽的直接相变。有关映射过程,请参见将液滴组分映射到气体组分。

舍伍德数

舍伍德数用于为单组分液滴、多组分液滴和液 - 固 - 气混合物颗粒制定准稳态蒸发率公式。
方法 对应方法节点
Ranz-Marshall Ranz-Marshall

使用 Ranz-Marshall 相关性定义舍伍德数。仅当连续相为粘性时,此相关性才可用。它适用于雷诺数最大可达到约 5000 的球形颗粒。

液滴蒸发边界设置

壁面
反弹
选择准稳态蒸发模型时,会将反弹添加到一组可用的模式中。请参见“了解边界相互作用模式”下的反弹。
蒸发
选择准稳态蒸发模型会将蒸发添加到一组可用的模式中。请参见“了解边界相互作用模式”下的蒸发。

将液滴组分映射到气体组分

对于液滴蒸发节点,属性窗口中的蒸汽组分属性定义如何将液滴组分映射到连续相中的气体组分。映射如下定义:

  1. 单击蒸汽组分属性右侧的(自定义编辑器)。

    此时将显示液滴蒸发 - 蒸汽组分对话框。



    液滴中的液体组分列在该对话框的右侧。通过使用每个液滴组分旁边的下拉菜单,可以将这些组分映射到连续气相中的可用组分,如下所示。



  2. 映射完所有组分后,单击确定以关闭对话框。