FLUENT多相流模型

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FLUENT多相流模型

分类

1、气液或液液流动

气泡流动:连续流体中存在离散的气泡或液泡

液滴流动:连续相为气相,其它相为液滴

栓塞(泡状)流动:在连续流体中存在尺寸较大的气泡

分层自由流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。

2、气固两相流动

粒子负载流动:连续气体流动中有离散的固体粒子

气力输运:流动模式依赖,如固体载荷、雷诺数和例子属性等。最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床以及各相同性流

流化床:有一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器进入筒内,从床底不断冲入的气体使得颗粒得以悬浮。

3、液固两相流动

泥浆流:流体中的大量颗粒流动。颗粒的stokes数通常小于1。大于1是成为流化了的液固流动。

水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒

沉降运动:在有一定高度的盛有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质,随后,流体会出现分层。

4、三相流

以上各种情况的组合

多相流动系统的实例

气泡流:抽吸、通风、空气泵、气穴、蒸发、浮选、洗刷。

液滴流:抽吸、喷雾、燃烧室、低温泵、干燥机、蒸发、气冷、洗刷。

栓塞流:管道或容器中有大尺度气泡的流动

分层流:分离器中的晃动、核反应装置沸腾和冷凝

粒子负载流:旋风分离器、空气分类器、洗尘器、环境尘埃流动

气力输运:水泥、谷粒和金属粉末的输运

流化床:流化床反应器、循环流化床

泥浆流:泥浆输运、矿物处理

水力输运:矿物处理、生物医学、物理化学中的流体系统

沉降流动:矿物处理。

多相流模型的选择原则

1、基本原则

1)对于体积分数小于10%的气泡、液滴和粒子负载流动,采用离散相模型。

2)对于离散相混合物或者单独的离散相体积率超出10%的气泡、液滴和粒子负载流动,采用混合模型

或欧拉模型。

3)对于栓塞流、泡状流,采用VOF模型

4)对于分层/自由面流动,采用VOF模型

5)对于气动输运,均匀流动采用混合模型,粒子流采用欧拉模型。

6)对于流化床,采用欧拉模型

7)泥浆和水力输运,采用混合模型或欧拉模型。

8)沉降采用欧拉模型

9)对于更一般的,同时包含多种多相流模式的情况,应根据最感兴趣的流动特性,选择合适的流动模

型。此时由于模型只是对部分流动特征采用了较好的模拟,其精度必然低于只包含单个模式的

流动。

2、混合模型和欧拉模型的选择原则

VOF模型适合于分层的或自由表面流,而混合模型和欧拉模型适合于流动中有相混合或分离,或者分散相的体积分数超过10%的情况(小于10%可使用离散相模型)。

1)如果分散相有宽广的分布(如颗粒的尺寸分布很宽),最好采用混合模型,反之使用欧拉模型。

2)如果相间曳力规律已知,欧拉模型通常比混合模型更精确;若相间曳力规律不明确,最好选用混合

模型。

3)如果希望减小计算量了,最好选用混合模型,它比欧拉模型少解一部分方程;如果要求精度而不在

意计算量,欧拉模型可能是更好的选择。但是要注意,复杂的欧拉模型比混合模型的稳定性差,

可能会遇到收敛困难。

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