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大家好,我想用fluent模拟堆积床内焦炭颗粒(直径0.005m)燃烧过程传热传质,采用气固双能量方程,组分方程。
遇到的问题:不加气固能量源项和气体组分方程,给定固体初始温度1000K,气体初始温度300K,模拟气固换热是没有问题的;但是加上气固能量源项后,点开始计算,fluent就会提示错误“pressure correction”,是不是能量源项太大?需要对源项进行线性化处理,具体怎么处理呢?还请fluent高手给予指点,小弟不胜感激。
模拟焦炭燃烧过程传热传质
焦炭燃烧反应:C+O2→CO2
焦炭燃点:923K
反应速率:Rc=3.14*(dc)^2*kc *CO2*Nc
式中,dc是焦炭颗粒直径,kc是综合反应速率常数,CO2是氧气摩尔浓度,Nc是单位体积焦炭颗粒数;
初始条件和边界条件:
Tg,0=1473K,Ts=340K,Co2,0= Co2,Co2,0= Cco2,Cn2,0= Cn2
点火温度1473K(Tg=1473K),时间60s;保温温度1043K(Tg=1043K),时间90s;接下来抽风温度300K(Tg=300K)(压力出口,-10KPa)
以下是我的部分udf代码:
real kfc; //传质系数,m/s;
real Sh,Re,Sc; //舍伍德数,颗粒雷诺数,施密特准数;
real mu_lam=C_MU_L(c,t); //气体黏度;
real den_gas=C_R(c,t); //气体密度,kg/m3;
real Nc=9.92*pow(10.0,5.0); //单位体积焦炭颗粒数,1/m3;
real mole_total; //气体总的摩尔数
real P_total; //气体总压,pa
real P_O2; //氧气分压,pa
real DO2; //氧气扩散系数,m2/s;
real Co; //氧气摩尔浓度,mol/m3;
real O2_mole_frac; //氧气摩尔分数;
real kc1; //综合反应速率常数,m/s;
real k1; //反应速率常数,m/s;
real R1; //焦炭完全燃烧的反应速率,mol/m3s;
P_total=ABS_P(C_P(c,t),op_pres); //气体总压?
mole_total=C_YI(c,t,0)/32.0+C_YI(c,t,1)/44.0+C_YI(c,t,2)/28.0; //
O2_mole_frac=C_YI(c,t,0)/(32.0*mole_total);
P_O2=P_total*O2_mole_frac; //氧气分压
Co=P_O2/R*C_T(c,t);
DO2=2.00*pow(10.0,-4.0)*pow(0.001,1.78)/P_total;
Sc=mu_lam/(den_gas*DO2); //施密特准数舍伍德准数
Re=ND_MAG(C_U(c,t),C_V(c,t),C_W(c,t))*DIAMETER*den_gas/mu_lam; //雷诺数
Sh=2.0/POROUSITY+0.75*pow(Re,0.5)*pow(Sc,0.333)/POROUSITY; //舍伍德数
kfc=Sh*DO2/DIAMETER; //传质系数
k1=6.53*pow(10.0,7.0)*pow(C_UDSI(c,t,0),0.5)*exp(-44000.0/(R*C_UDSI(c,t,0))); //反应速率常数
kc1=(kfc+k1)/kfc*k1;
if (C_UDSI(c,t,0)<923.0)
R1=0;
else
R1=3.14*pow(DIAMETER,2.0)*kc1*Co*Nc;
return R1; //
DEFINE_SOURCE(source_energy_gas,c,t,dS,eqn)
{
real source;
real delta_H=-2.79*pow(10.0,5.0);
real a=0.5; //反应热分配系数
source=htc(c,t)*(C_UDSI(c,t,0)-C_T(c,t))-(1-a)*(delta_H*RC(c,t));
dS[eqn]=0;
return source;
}
DEFINE_SOURCE(source_energy_solid,c,t,dS,eqn)
{
real source;
real delta_H=-2.79*pow(10.0,5.0);
real a=0.5; //反应热分配系数
source=htc(c,t)*(C_T(c,t)-C_UDSI(c,t,0))-a*(delta_H*RC(c,t));
dS[eqn]=0;
return source; |
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