Расчет температур в двухфазной среде

[vl 327]

Проблема следующая:

- течет горючая жидкость, в ней присутствует воздух

надо определить будет ли самовоспламенение.

Понятно, что многофазная задача, можно учесть кавитацию. Но откуда брать самовоспламенение? Считать температуру и изменение температуры (само пламя считать не надо). Но тогда брать фазу воздуха сжимаемой? Считает ли это CFX?

[Dick 0]

С горением жидкостей не работал, но если бы задача стояла в самовоспламенении, то я бы все-таки попробовал с Reacting Mixture:

-) прописал реакцию горючего+окислителя (Finite Rate Chemistry, воздух - из библиотеки материалов как кислород и азот. Правда не знаю как в CFX будет работать реакция liquid + gas, ни разу с этим не сталкивался).

-) пустил premixed смесь в нужных пропорциях, задал начальные условия по смеси в домене.

-) запустил нестационарный расчет с мониторами давления и температуры в интересующих точках.

Если же Вы пытаетесь промоделировать горючее с воздухом как multiphase с кавитацией, или просто как гомогенная multiphase смесь без кавитации - то тогда, думаю, анализировать самовоспламенение надо будет "руками". То есть - смотреть где какие концентрации горючего и окислителя, какая там температура и давление и сравнивать с экспериментальными данными. Наверное можно даже и процедуру написать такую (или expression).

Можно попробовать учесть кавитацию в multiphase гомогенной смеси Reacting Mixture + O2 (газ), но что из этого выйдет я не знаю, так как кавитацию внутри Reacting Mixture задать нельзя, а в таком случае будут два кислорода и непонятно как они будут взаимодействовать между собой.

[vl 327]

C самовоспламенением понял.

Меня больше смущает другое:

- если я считаю многофазное течение в vof постановке и как несжимаемую жидкость, то будет ли учитываться повышение температуры в областях высокого давления.

А именно в этих пузырьках воздуха. Ведь жидкость несжимаема, а в vof моделируется смесь. А самовозгарание происходит именно от повышения температуры при сжатии этих пузырьков, как я понял.

Тогда либо считать не через vof (но в других методах лучше ли?), либо считать все сжимаемым (но тогда проблемы со сходимостью?), либо одну фазу сжимаемой (но все равно, поддерживает ли решатель то, что надо?).

[vl 327]

Наверно, я бы даже так сначала поставил вопрос.

А вообще, вот в этих пузрьках воздуха, что возникают при кавитации, температура такая же, как в жидкости или зависит от давления?

И вообще, эти пузырьки могут воспламениться?

И вообще, от чего может изменяться в данном случае температура в жидкости? От сжатия этих пузырьков? От трения?

[Dick 0]

В темплэйте по кавитации водяной пар несжимаемый - и жидкость, и пар при постоянной температуре. Но там не стоит задача поймать тепло от кавитации.

[Lektor 0]

Наверно, я бы даже так сначала поставил вопрос.

А вообще, вот в этих пузрьках воздуха, что возникают при кавитации, температура такая же, как в жидкости или зависит от давления?

И вообще, эти пузырьки могут воспламениться?

И вообще, от чего может изменяться в данном случае температура в жидкости? От сжатия этих пузырьков? От трения?

Температура газа в "пузырьках" такая же как и жидкости. В момент схлопывания пузырька происходит локальное повышение температуры (по некоторым данным до 10^6), но тепла при этом выделяется мизер, в случае одного пузырька, если рассматривать пузырьковый кластер, то тепла будет выделяться побольше, но по моему все недостаточно для самовоспламенения жидкости (потока), сами пузырьки не воспламеняются.

Температуру можно поднять если гонять жидкость по кругу, через кавитатор (хотя опять вопрос чей вклад больше - кавитации или трения)

P/S/ Не скажу за все CFD но в STARe нагрев от кавитации не считается

[Lynx 1]

P/S/ Не скажу за все CFD но в STARe нагрев от кавитации не считается

Стандартными средствами - нет, но можно извратиться через подпрограмму. Но все равно нужна какая-то модель для связи стока скаляра CAV с подводом тепла. Т.е. нужно знать, что пузырек радиусом N микрон при схлопывании выляет M милиджоулей тепла.