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高级物理 - 空化和多组分混合
通过锐边孔口的空化
问题说明:使用标准 k-ε 湍流模型和恒定气体质量分数空化模型,在锐边孔口上对 3D 空化流进行建模。
参考资料:W.H. Nurick, “Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing”, Journal of Fluids Engineering, Vol 98, pp. 681-687, 1976.
流体属性
几何属性
工作条件
密度 = 1000 kg/m3
黏度 = 0.001 Pa-s
饱和度压力 = 3540 Pa
入口圆柱
半径 = 1.15 cm
长度 = 1.6 cm
出口圆柱
半径 = 0.4 cm
长度 = 3.2 cm
入口压力 = 250 kPa
出口压力 = 95 kPa
结果比较 - 排放系数
排放系数会反映孔口的流动和压力损失行为。将 Creo Flow Analysis 的计算结果与解析解进行比较。
结果
解析
Creo Flow Analysis
差异百分比
排放系数 (Cd)
0.78
0.7822
0.28
结果 - 蒸汽体积分数等值线
管道流中的多组分物种传输
问题说明:使用多组分混合模块对流经管道的两种组分的混合进行建模。组分 A 在入口端进入管道。组分 B 通过管道的壁进入。
A = 组分 A
B = 组分 B
参考资料:W.M. Kays and M.E. Crawford. Convective Heat and Mass Transfer. 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY. 126-134. 1993.
流体属性
几何属性
工作条件
组分 A 和 B
密度 = 1 kg/m3
黏度 = 1 x 10-5 Pa-s
扩散系数 = 1.43 x 10-5 m2/s
R = 0.0025 m
L = 0.5 m
最大入口速度 = 2 m/s
出口压力 = 101325 Pa
结果比较 - 整个管道中组分 A 的质量分数
沿着管道轴的组分 A 的质量分数的测量指示了整个管道中组分的混合程度。将 Creo Flow Analysis 的结果与解析解进行比较。
组分 A 的质量分数
轴向坐标 (m)
解析解
Creo Flow Analysis
差异百分比
0.01
1
1
0
0.02
0.9999
0.9986
0.1
0.03
0.9963
0.9882
0.8
0.04
0.9670
0.9625
0.5
0.05
0.9230
0.8980
2.7
0.06
0.8706
0.8720
0.1
0.07
0.8146
0.8172
0.3
0.08
0.7583
0.7610
0.4
0.09
0.7034
0.7054
0.3
0.1
0.6511
0.6417
1.4