为了研究存在于多孔壁面的封闭腔体中温度、挥发性有机化合物(VOCs)质量浓度的分布特征,本文根据不可逆过程热力学基本原理,建立复合腔体内热质传递的数学模型。采用有限元数值计算方法对控制模型进行求解,得到不同达西数下复合腔体内流场、温度场和VOCs质量浓度场的分布特性。研究表明因多孔介质的存在,系统内的传热传质速度明显降低,而当多孔壁面的渗透率很低(相当于不可渗透壁面)时,传热传质速率降至最低。
与常规管通道相比较,流体在多孔介质通道中的流动过程更复杂,流动阻力也大幅增加,这就使得难以准确预测流体流过多孔介质通道时的压降。通过构建多孔介质通道的几何模型,并求解N-S方程,虽然可以准确预测阻力压降,但计算时需要划分大量的网格,很难广泛应用。本文在相似理论基础上,以Fluent 6.3为平台,建立了颗粒填充多孔介质通道的压降预测模型,通过求解3维N-S方程,对模型中单相水的绝热流动进行了数值模拟。通过与实验结果进行比较,证明该预测模型对于不同工况下单相流体的压降计算具有较高的计算精度,误差范围小于5%。
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