发布时间 : 星期一 文章Fluent多相流模型选择与设定更新完毕开始阅读8a9f522ba56e58fafab069dc5022aaea998f41cd
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过程实际却及其复杂。平口喷嘴可分为三个不同的工作区：单相区、空穴区、以及回流区。不同工作区的转变是个突然的过程，并且产生截然不同的喷雾状态。喷嘴内部区域决定了流体在喷嘴处的速度、初始颗粒尺寸、以及液滴分散角。 2. 压力－旋流雾化喷嘴模型
另一种重要的喷嘴类型就是压力－旋流雾化喷嘴。气体透平工业的人把它称作单相喷嘴（simplex atomizer）。这种喷嘴，然后流体通过一个称作旋流片的喷头被加速后，进入中心旋流室。在旋流室内，旋转的液体被挤压到固壁，在流体中心形成空气柱，然后，液体以不稳定的薄膜状态从喷口喷出，破碎成丝状物及液滴。在气体透平、燃油炉、直接喷射点火式汽车内燃机的液体燃料燃烧中，压力－旋流雾化喷嘴使用很广泛。液体从内部流到完全雾化的过程可分为三个步骤：液膜形成、液膜破碎及雾滴形成。 3. 空气辅助雾化模型：
为了加速液膜的破碎，喷嘴经常会添加上辅助空气。液体通过喷座的作用形成液膜,空气则直接冲击液膜以加速液膜的破碎。这种雾化被称为空气辅助雾化或气泡（air-blast）迸裂雾化（依赖于空气量及其速度）。通过辅助空气的作用，可以得到更小的雾滴。这种提高雾化质量的作用机制并不清楚。一般的看法是，辅助空气加剧了液膜的不稳定性。同时，空气有助于液滴的分散，防止液滴间的碰撞。空气雾化喷嘴同压力－旋流雾化喷嘴一样被广泛应用，尤其是用在要求雾化粒径很小的场合。
FLUENT 中的空气雾化模型由压力－旋流雾化模型所衍生。有个不同点是，在空气辅助雾化模型里，用户需要直接设定液膜厚度。因为空气雾化喷嘴的液膜形成机制很多，所以必须要有此设定。这样，在空气辅助雾化喷嘴模型里就没有
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压力－旋流雾化模型里所具有的液膜形成方程。
用户还必须设定液膜与空气间的最大速度差。尽管这个量可以计算出来，但设定一个值之后用户就可以不必计算喷嘴的内部流动了。这个特点对大区域（喷嘴相对很小）的流动模拟很方便。
其他方面的设定与压力－雾化喷嘴模型的一样。用户必须设定质量流率和喷射角度。液膜离开喷口之后，它的初始轨道沿着设定的喷射角。如果初始液膜的轨道指向中心线，那么，喷射角度为负值。用户还需要设定喷口处液膜的内外半径。
空气辅助雾化模型不包含内部气体的流动。在FLUENT 中，用户必须把喷嘴内的空气流动设定为边界条件。空气流动可看作一般的连续相的流动，不需要做特别的处理。
4. 转杯雾化模型（The Flat-Fan Atomizer Model）
转杯雾化喷嘴与压力－旋流雾化喷嘴很类似，只是它形成了液膜层，而不是旋流。液体从宽而薄的喷口出来后形成平面液膜，继而破碎成液滴。一般认为，它的雾化机理与压力－旋流雾化喷嘴类似。一些学者认为转杯雾化喷嘴（由冲击射流雾化而来）的雾化机理与平面液膜的雾化类似。在这种情况下，转杯雾化模型可以应用。
只有在三维的情况下才可以使用这个模型。 5. 气泡雾化模型
气泡雾化喷嘴中，液体中混合了过热液体（相对下游工况）或者类似的介质。当挥发性液体从喷口喷出时，迅速发生相变。相变使流体迅速以很大的分散角破碎成小液滴。此模型也适用于热流体射流。
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计算中还必须设定蒸发的气体，此蒸汽是连续相的一部分而不是分散相模型所要处理的。在设定连续相的边界条件时，用户必须在喷口处设定一个连续相的入口边界条件。
若选择气泡雾化模型，还需要设定喷口直径、质量流率、混合量、挥发分物质的饱和温度、
温度分数、射流半角以及分散常数。
离散相的初始条件设定
在FLUENT 中的离散相计算中，用户的主要输入项是初始条件项。初始条件定义了离散相每组颗粒流的起始位置、速度、及其他各种参数。这些初始条件构成了决定每个颗粒的瞬时状态值的颗粒因变量的初值。
颗粒位置（x, y, z坐标）
颗粒速度（u,v,w）。在三维情况下，可以用速度模和喷射锥角来定义初始速度。对运动坐标系，应该设定相对速度
颗粒直径 颗粒温度 沿着每个颗粒。／液滴轨道的颗粒流的质量流率 （只有考虑相间耦合时才是必须要设定的） 其他的用于射流源处的各种参数
！！当选择了某种雾化模型之后，由于液膜及线状液膜破碎的复杂性，用户不必设定液滴的初始直径、速度以及位置。此时，用户设定不是初始条件，而是雾化模型中全局参数。
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当颗粒沿着其轨道运动时，这些变量通过运动方程、传热／传质方程而得到更新。只要计算机有足够的内存，用户可以对离散相的颗粒／液滴设定任意多的不同初始条件。（即颗粒数目设定没有程序上的限制） 1. 射流源类型
只要创建一个射流源（injection），并且对其设定了各种属性，用户就可以对颗粒／液滴定义初始条件。FLUENT 提供了10 种类型的射流源： (1)单点射流源single (2)组射流源 group
(3)锥形射流源（仅适用于三维情况）cone (only in 3D) (4)面射流源 surface
(5)平口雾化喷嘴 plain-orifice atomizer (6)压力－旋流雾化喷嘴 pressure-swirl atomizer (7)平板扇叶 flat-fan atomizer (8)空气辅助雾化 air-blast atomizer (9)气泡雾化喷嘴 effervescent atomizer (10)从文件中读取射流源数据 read from a file
对每种非雾化喷嘴类型的射流源，用户必须设定前面所介绍的每种初始条件、具有这些初始条件的颗粒类型以及任何与所选颗粒类型相关的参数。
若仅希望对每种初始条件设定单值，用户应该创建单点射流源；若希望对初始条件设定为一个范围（即一个尺寸范围或初始位置范围），应该创建一个组射流源；若定义一个三维情况下的中空锥形射流源，应创建一个锥形射流源；若想
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