Physique avancée : cavitation et mélange multicomposant
Cavitation sur un orifice à arêtes aiguës
Enoncé du problème : l'écoulement cavitant 3D est modélisé sur un orifice à arêtes vives à l'aide du modèle de turbulence standard k-ε et du modèle de cavitation avec fraction massique de gaz constante.
Références : W.H. Nurick, "Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing", Journal of Fluids Engineering, Vol 98, pp. 681-687, 1976.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Densité = 1000 kg/m3 Viscosité = 0.001 Pa-s Pression de saturation = 3540 PA | Cylindre d'admission Rayon = 1.15 cm Longueur = 1.6 cm Cylindre d'évacuation Rayon = 0.4 cm Longueur = 3.2 cm | Pression d'entrée = 250 kPa Pression de sortie = 95 kPa |
Comparaison des résultats : coefficient de débit
Le coefficient de débit caractérise le comportement d'écoulement et de perte de pression des orifices. Les résultats calculés avec Creo Flow Analysis sont comparés à la solution analytique.
Résultats | Solution analytique | Creo Flow Analysis | % de différence |
|---|---|---|---|
Coefficient de débit (Cd) | 0.78 | 0.7822 | 0.28 |
Résultats : contours de la fraction volumique de vapeur
Transport d'espèces multicomposants dans l'écoulement d'une conduite
Enoncé du problème : le mélange de deux composants circulant dans une conduite est modélisé à l'aide du module Multicomponent Mixing. Le composant A pénètre dans la conduite à l'admission. Le composant B pénètre à travers les parois de la conduite.
• A = composant A
• B = composant B
Références : 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.
Propriétés fluidiques | Propriétés géométriques | Conditions opérationnelles |
|---|---|---|
Composants A et B Densité = 1 kg/m3 Viscosité = 1 x 10-5 Pa-s Diffusivité = 1,43 x 10-5 m2/s | R = 0.0025 m L = 0.5 m | Vitesse d'admission maxi = 2 m/s Pression de sortie = 101325 Pa |
Comparaison des résultats : fraction massique du composant A à travers la conduite
Les mesures de la fraction massique du composant A le long de l'axe de la conduite indiquent le degré de mélange des composants dans la conduite. Les résultats de Creo Flow Analysis sont comparés à ceux de la solution analytique.
Fraction massique du composant A | |||
|---|---|---|---|
Coordonnée axiale (m) | Solution analytique | Creo Flow Analysis | % de différence |
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 |