发布时间 : 星期五 文章鍣剁背澶氬瓟浠嬭川-Fluent妯℃嫙 - 鐧惧害鏂囧簱更新完毕开始阅读6af9062fb1717fd5360cba1aa8114431b90d8ec4
注意,对于非均质多孔介质,这些参数必须在其它几个方向也进行计算。 使用ergun方程来提取填充床多孔介质参数
第二个例子是填充床模型计算,在湍流流动中,填充床模型中包含渗透和惯性阻力。其中能用来提取合适的常数的方法是ergun方程,半经验相关系数能够运用与很广范围的雷诺数和多种流化床:
(7.19-15)
当流体流动为层流的时候,根据blake-kozeny方程以上方程的第二项就可以忽略:
(7.19-16)
方程中是粘性系数, 是平均颗粒粒径, 是床厚度, 是孔隙率, 定义为孔隙体积除以流化床区域体积.比较 Equations 7.19-4 and 7.19-6 与 7.19-15, 各个方向的渗透阻力系数和惯性阻力系数如下:
(7.19-17)
and
(7.19-18)
使用经验公式来提取孔板湍流多孔介质模型输入参数
第三个例子采用van winkle方程来计算矩形孔板压降的多孔介质模型输入。 文献中作者采用的上矩形孔等边三角形板表达式如下:
(7.19-19)
式中
= 孔板质量流率
= the free area or total area of the holes孔的总面积 = the area of the plate (solid and holes)板的总面积
= a coefficient that has been tabulated for various Reynolds-number ranges不同雷诺数和不同D/t对应的系数
and for various
= the ratio of hole diameter to plate thickness孔直径与板厚度的比值
当t/D>1.6而且Re>4000,系数C大约为0.98,其中re数是基于孔直径和孔内
速度。
整理方程7.19-19,并带入以下关系式:
(7.19-20)
并被板厚度相除,
,得到:
(7.19-21)
式中v是虚假速度,而不是孔里面的速度。比较方程7.19-6,可以看出垂直与板平面方向的常数c2如下:
(7.19-22)
使用查表数据得到流过纤维毯的层流多孔介质参数
考虑由随机分布的玻璃纤维组成的毛毯和过滤板。做为blake-kozeny方程的替代方法,可以选择列表的实验数据,这些数据可以运用于很多过滤板
volume dimensionless fraction of permeability solid of glass wool material
0.262 0.258 0.221 0.218 0.172 0.25 0.26 0.40 0.41 0.80 式中,a是纤维直径,用于方程7.19-4中,可以很简单的从给定的纤维直径和体积分数得到。
根据实验压降和速度数据得到多孔介质系数
对应于多孔介质内速度的压降实验数据,能够推广来得到多孔介质参数。 厚度为的多孔介质对应的压降,其多孔介质参数由如下参数决定: 如果实验数据是如下:
Velocity (m/s) Pressure Drop (Pa) 20.0 50.0 80.0 110.0 78.0 487.0 1432.0 2964.0 这时根据这些数据得到一个xy二维曲线,并得到以下方程:
(7.19-23)
式中, 是压降,v是速度。
注意,动量方程的一个简化版本就是将压降与源项进行相关,如下:
(7.19-24)
or
因此比较方程7.19-23和方程7.19-2,得到曲线参数:
(7.19-25)
(7.19-26)
式中kg/m , and 多孔介质厚度, .
, 被假设为1m,惯性阻力系数,
Likewise, 同理
(7.19-27)
式中
, 粘性阻力系数为, .
注意同样的处理方式能被用于多孔介质跳跃边界条件。同样你也需要考虑多孔介质的厚度。实验数据也可以画xy曲线,就像方程7-22
-1,这样就可以确定渗透阻力系数和压降系数。
使用幂函数模型
选择幂函数模型来近似多孔介质动量方程源项,需要输入的参数只有c0和c1.在power law model中,输入c0和c1参数,注意幂函数模型能与达西定律和惯性模型结合使用。
C0必须为国际单位制,c1只能是常数。
定义孔隙率