Горение

CADFLO позволяет рассчитать тепловые эффекты химических реакций, связанных с горением газовых смесей, состоящих из двух компонентов: Горючее и Окислитель. В используемой в CADFLO модели применяется равновесный подход для учета продуктов горения. При этом предполагается, что как только компоненты перемешаются на молекулярном уровне, между ними начинается мгновенная химическая реакция, которая продолжается до достижения химического равновесия. Этот метод применяется в случае сжигания компонентов «без предварительного смешивания». К основным преимуществам используемой модели относятся простота установки нужных параметров и точное прогнозирование эффектов теплопередачи. Для проведения расчетов достаточно задать только химический состав горючего и окислителя и диапазоны температуры и давления, в которых работает конкретное устройство.

Ограничение:

Эта возможность доступна только для пользователей модуля Advanced.

Свойства смесей задаются в группе Горючие смеси в Инженерной базе данных. В этой группе содержится несколько предварительно заданных веществ.

При задании свойств горючей смеси можно включить опцию Горение с конечной скоростью образования равновесных продуктов сгорания, которая позволит, в частности, провести расчет горения предварительно перемешанных горючих смесей.

Прим.:

Если для горючей смеси включен параметр Горение с конечной скоростью образования равновесных продуктов сгорания при выполнении нестационарной (переходной) задачи и температура смеси ниже заданной в свойствах смеси температуры воспламенения, то для воспламенения смеси потребуется использование теплового источника. В этом случае рекомендуется создать Объемный тепловой источник, который будет включаться на определенный период времени, и задать его Мощность тепловыделения. Для получения более подробной информации о тепловых источниках, которые переключаются в зависимости от времени, обращайтесь к разделу “Переключатель”.

Следующие дополнительные параметры доступны на вкладке Текучая среда в Мастер проекта или в диалоговом окне Общие настройки:

Расчет NOx. Выбор этого параметра позволяет оценить Массовую концентрацию оксида азота (NO) в неравновесном состоянии.
Радиационный теплообмен в газовой среде. Выбор этого параметра позволяет смоделировать теплопередачу за счет излучения в соответствующих газовых средах. Для моделирования оптических свойств дымового газа используется «метод взвешенной суммы серых газов» (WSGG). Этот метод позволяет аппроксимировать полосовое Радиационный теплообмен газообразных продуктов горения к взвешенной сумме одного прозрачного и одного или нескольких серых газов.

Подход WSGG, реализованный в CADFLO, имеет следующие основные ограничения и допущения:
- параметр доступен только для Горючих смесей;
- параметр доступен только для модели излучения Дискретные ординаты;
- так как водяной пар (H2O) и углекислый газ (CO2) являются доминирующими излучающими видами, учитывается влияние только этих газов.
Длина траектории. Для представления размера и конфигурации газообразной области используется эффективная длина траектории (которая также называется «средней геометрической длиной луча»). Для замкнутых пространств ее можно представить следующим образом:

(1)

где V – объем Расчетной области, а F – площадь поверхности окружающих стенок. Это выражение допустимо только для внутренних потоков. Для замкнутых пространств это вычисление может производиться автоматически. В других случаях это значение можно указать вручную.