Йынды ұлу тәріздес аппараты бар ПОЖ-ні есептік зерттеу

Есептеулер FLUENT 14 CFD-бағдарламасын пайдалана отырып жүргізілді. 13-суретте ПОЖ-нің есептеу сызба-нұсқасы келтірілген. ПОЖ-ге аэроқоспа беріледі, көмір шаңының шығыны 5т/сағ, біріншілік ауаның шығыны 6,23 мың м³/сағ. Көмір шаңының дисперсті құрамы келесідей:

Сурет 13. ПОЖ-нің есептеу сызба-нұсқасы

Есептеу өлшемі 206 200 ұяшықтар болатын полиэдральды торда жүргізілді (14-сурет). Түйіршіктелген ортасы бар Эйлер моделі пайдаланылды, мұнда ағын мен бөлшектер тұтас әрекеттесуші орталар түрінде болады. Бұл модель дисперсті фазасының концентрациясы жоғары технологиялық қондырғыларда ағындарды есептеу үшін кең қолданыс тапқан. Бөлшектердің өзара әрекеттесуін және олардың газдың ағынына әсерін сипаттау үшін модельге дисперсті фазаның концентрациясына тәуелді бірқатар эмпирикалық тәуелділіктер мен параметрлер енгізіледі. Бұл жұмыста эмпирикалық шамалардың тәуелділіктері мен мәндерінің түрі мен түйіршіктелген ортаның қозғалысын сипаттауға арналған теңдеулер жинағын таңдау [58]-ден алынды.

Сурет 14. Ұлу тәріздес аппараттың есептеу торы

Газ және дисперсті фаза үшін массаның сақталу заңының теңдеуі:

мұндағы α – фазаның көлемдік үлесі; ρ – фазаның тығыздығы; – жылдамдық векторы; i – фаза индексі.

Импульстің сақталу заңы:

ауа үшін

дисперсті фазалар үшін

Мұндағы p – барлық фазалардың қысымдарының қосындысы; – бөлшектердің ретсіз қозғалысына негізделген қысым; – кернеулер тензоры; – сұйық және дисперсті фазалар арасындағы әрекеттесу коэффициенті; – қатты фазалар саны; – көтергіш күш; k – дисперсті фазаның индекстері (s≠k); – сұйық фаза индексі; – еркін түсу үдеуі.

қысымы келесі өрнекпен беріледі

мұндағы – бөлшектердің соқтығысу мүмкіндігін сипаттайтын бөлшектердің әрекеттесуінің қалпына келу коэффициенті (есептеулерде 0,9 тең деп қабылданды); – гранулярлы температура (бөлшектердің ретсіз қозғалысының кинетикалық энергиясына пропорционал), үшін тасымалдау теңдеуінің түрі келесідей болады:

мұндағы көпмүшесі тұтқыр кернеумен байланысты энергияның генерациясын анықтайды; қос нүкте екі тензордың туындысының ізін білдіреді; – гранулярлы температураның диффузиялық тасымалы; – диффузия коэффициенті; – дара тензор; – бір фаза бөлшектері арасындағы әрекеттесу энергиясы; – әр түрлі фаза бөлшектері арасындағы әрекеттесу энергиясы.

Қоспаның турбуленттілігін сипаттау үшін стандартты k – ε моделі, яғни оның жылдамдығы мен тығыздығы қолданылады. Турбулентті сипаттамаларға арналған теңдеулердегі эмпирикалық константалар бір фазалы ортаның k – ε моделі үшін сияқты беріледі:

мұнда

– қоспаның тығыздығы мен жылдамдығы;

– турбулентті тұтқырлық;

– турбуленттілік энергиясының генерациясы; – турбуленттілік энергиясының диссипациясының жылдамдығы; – турбуленттіліктің кинетикалық энергиясы; – тұйықталу константасы; Т – аудару операторы.