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為了研究存在于多孔壁面的封閉腔體中溫度、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)質(zhì)量濃度的分布特征,本文根據(jù)不可逆過程熱力學(xué)基本原理,建立復(fù)合腔體內(nèi)熱質(zhì)傳遞的數(shù)學(xué)模型。采用有限元數(shù)值計(jì)算方法對(duì)控制模型進(jìn)行求解,得到不同達(dá)西數(shù)下復(fù)合腔體內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和VOCs質(zhì)量濃度場(chǎng)的分布特性。研究表明因多孔介質(zhì)的存在,系統(tǒng)內(nèi)的傳熱傳質(zhì)速度明顯降低,而當(dāng)多孔壁面的滲透率很低(相當(dāng)于不可滲透壁面)時(shí),傳熱傳質(zhì)速率降至最低。
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與常規(guī)管通道相比較,流體在多孔介質(zhì)通道中的流動(dòng)過程更復(fù)雜,流動(dòng)阻力也大幅增加,這就使得難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)流體流過多孔介質(zhì)通道時(shí)的壓降。通過構(gòu)建多孔介質(zhì)通道的幾何模型,并求解N-S方程,雖然可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)阻力壓降,但計(jì)算時(shí)需要?jiǎng)澐执罅康木W(wǎng)格,很難廣泛應(yīng)用。本文在相似理論基礎(chǔ)上,以Fluent 6.3為平臺(tái),建立了顆粒填充多孔介質(zhì)通道的壓降預(yù)測(cè)模型,通過求解3維N-S方程,對(duì)模型中單相水的絕熱流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,證明該預(yù)測(cè)模型對(duì)于不同工況下單相流體的壓降計(jì)算具有較高的計(jì)算精度,誤差范圍小于5%。
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