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高等物理 - 空蝕與多成分混合
銳緣孔上方的空蝕
問題陳述:使用標準的 k-ε 亂流模型及恆定氣體質量分數空蝕模型為銳緣孔上方的 3D 空蝕流建模。
參考文獻:W.H. Nurick, "Orifice Cavitation and Its Effects on Spray Mixing", Journal of Fluids Engineering, Vol 98, pp. 681-687, 1976。
流體屬性
幾何屬性
工作條件
密度 = 1000 kg/m3
黏度 = 0.001 Pa-s
飽和壓力 = 3540 Pa
入口圓柱體
半徑 = 1.15 cm
長度 = 1.6 cm
出口圓柱體
半徑 = 0.4 cm
長度 = 3.2 cm
入口壓力 = 250 kPa
出口壓力 = 95 kPa
結果比較 - 流量係數
流量係數能夠反映孔的流動與壓力損失行為。會將 Creo Flow Analysis 的計算結果與分析解決方案進行比較。
結果
分析
Creo Flow Analysis
% 差異
流量係數 (Cd)
0.78
0.7822
0.28
結果 - 蒸汽體積分數等值線圖
管路流中的多成分物種輸送
問題陳述:使用「多成分混合」模組為混合流經管路的兩種成分建模。成分 A 在入口處進入管路。成分 B 經由管路壁進入。
A = 成分 A
B = 成分 B
參考文獻: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。
流體屬性
幾何屬性
工作條件
成分 A 與 B
密度 = 1 kg/m3
黏度 = 1 x 10-5 Pa-s
擴散度 = 1.43 x 10-5 m2/s
R = 0.0025 m
L = 0.5 m
最大入口速度 = 2 m/s
出口壓力 = 101325 Pa
結果比較 - 成分 A 在整個管路的質量分數
沿管路軸對成分 A 質量分數的量測指示成分在整個管路中的混合程度。會將 Creo Flow Analysis 的結果與分析解決方案進行比較。
成分 A 的質量分數
軸向座標 (m)
分析解決方案
Creo Flow Analysis
% 差異
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