急！！（求助）多孔介质模拟问题

juzizi

各位兄弟姐妹们，新年好！
    我模拟的是个膜组件，膜组件有4个口：最上面的是进口1，最下面的出口2，右上的口是封着的3，右下接的是真空泵抽真空口4（制造负压，作为膜丝内蒸馏的驱动力）。
    中间细的是膜丝，有很多根，我只画出来一根，膜丝上有很多孔---膜孔，当成是多孔介质。
    过程是：高温盐水从进口1进很多根膜丝，由于是高温的，进料溶液就和膜丝壁面存在着温差，又因为口4有真空泵抽，制造了负压，所以存在压差，当膜丝里的压强大于的水蒸气分子的过饱和度，水蒸气分子就透过膜丝上的膜孔出来，由真空口4被泵抽出；而膜丝内的比原溶液更浓的盐水经过出口2出来。
      我要模拟的是1、膜丝壁面存在的温度变化、浓度变化情况   2、全部膜丝作为一个整体时膜组件的状况。
    我对fluent在这方面的应用还不是很知道， 看了很多帖子，发现有很多的高手，我相信有人能够解决这个问题，所以恳请高手、大侠能够帮帮我，我真的很着急，但是又没人帮忙，十分感谢啦~~~！

xrs333

原帖由 juzizi 于 2010-2-25 14:15 发表

                               
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1、膜丝壁面存在的温度变化、浓度变化情况   2、全部膜丝作为一个整体时膜组件的状况。...

膜组件的什么状况？阻力特性？那与“模丝”本身的特性有直接和主要的关系，而它只能由实验或经验得到。

juzizi

非常谢谢版主的回复！看过很多版主回复的帖子，绝对相信版主的能力，我的模拟有希望~\(≧▽≦)/~啦！
   最主要是目的1：膜丝壁面（边界层）的温度梯度、浓度梯度、速度梯度和阻力。
   至于膜组件，主要就是组件内部内部的温度、压力、速度变化。
   现在主要的是边界条件的设置和多孔介质的设置这些我不是很明白，麻烦版主帮帮忙了！

xrs333

我不清楚“膜组件”中的流动现象，没法子帮你建立模型——实际上我怀疑你的问题是否适用CFD方法，因为你说有许多“膜丝”——我的直觉是你应该建立一个一维模型，它应该是膜两侧的流动变量以及温度、浓度等的输运方程组。

wuming2723628

你这种对称性的模型，直接的用二维就可以了。用porous jump模型比porous media简单。貌似我发过一个帖子和回复过几个帖子，可以找一下fluent6.3上的那个算例。模拟中可能出现一些问题，不同的模型可能出现的问题不一样，自己慢慢的摸索，不会的可以放上来大家讨论。

juzizi

是这么一个，膜壳和膜丝之间有空隙，通过出口4抽真空

[ 本帖最后由 juzizi 于 2010-2-25 21:02 编辑 ]

juzizi

fluent6.3上的那个算例？
  不好意思，我不知道你说的是哪个耶~~我这有《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用《和《FLUENT全攻略》，请问您说的是这里的吗？我记得里面没有关于porous jump的算例呀~~
    谢谢了~~~

juzizi

哦---我看见过你的帖子：过滤器模拟结果（多孔介质）   真的很佩服，希望高手们都能帮帮忙，我这个对于你们来说应该很简单，对我来说真的好难，主要是时间也好少了，所以更着急了，真的很感谢~~~

xrs333

你的问题与wuming的并不一样。
他的过滤器中三维流场结构对于过滤器性能还是有一定影响的，但是你的膜组件性能主要取决于膜丝的特性，其次是流动、温度、浓度等参数沿长度方向的分布。如果说还有在横截面方向分布的影响的话，也主要是进、出口附近。建立一个关于膜两侧的流动变量以及温度、浓度等的一维输运模型，还是可以数值求解，用matlab的simulink。
当然我认为wuming的模型仍然还有问题，主要是滤网特性的各项异性，以及多孔介质介跃面(porous jump)这种模型对于沿着滤网面方向流动影响的模拟这两个方面。
和你导师好好讨论一下吧。

wuming2723628

原帖由 xrs333 于 2010-2-26 15:31 发表

                               
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你的问题与wuming的并不一样。
他的过滤器中三维流场结构对于过滤器性能还是有一定影响的，但是你的膜组件性能主要取决于膜丝的特性，其次是流动、温度、浓度等参数沿长度方向的分布。如果说还有在横截面方向分布的 ...

版主说的很对，我不清楚你的膜组件是怎么编制的。这需要试验数据。其次，我模拟的旋流过滤器贴出来的是初步结果，经过改进已经取得了较满意结果。确实过滤网需要考虑各向的阻力系数。模拟三维需要用porous media模型，考虑阻抗系数的同时，矢量方向设置也很重要。

通流

很有意思的问题。这几天看到好几个不错的问题，真的很带劲。

我是支持用一元模型来解这样的问题。不过我觉得这个一元是沿膜丝方向的。通过膜则是一个零维的问题，也可以理解成边界条件。虽然这个问题的关键是这个边界条件。在不同的沿膜丝的位置，盐水的浓度不同，盐水的温度也不同，蒸发量也就不同。

我提个问题，LZ为什么认为溶液与膜丝壁面存在着温差。由于避免外面是真空，传热量很小。壁面的温度就是蒸汽的温度吧？

[ 本帖最后由 通流 于 2010-3-1 15:21 编辑 ]

juzizi

膜蒸馏包括传质和传热，其中，其热量传递可分五步完成：(1)热量从热液主体传到膜面}(2)在膜面处部分热量提供水汽化所需的汽化热}(3)热量从热侧膜面传遵到冷侧膜面，(4)在膜面冷侧水蒸汽冷凝放出汽化热，(5)热量从冷侧膜面传递到冷流主体。
    所以溶液主体和膜丝壁面是存在温差的。

csudcy2000

别得不说，先问抽真空口，要怎么设定呢？进口用质量流，抽真空口能用排风扇口吗？

版主、楼主请赐教

很想知道这个问题

juzizi

版主好，零维是什么概念啊？
    我的这模拟还是没做出来呢，希望多多指教~~
     感谢感谢~~~

watercloudsky

感觉可用VOF模拟, 不是太麻烦, 从两相算起.

进口给水或假设流体
出口一个是副压,另一个是制定压力
膜面用POROUS-JUMP, 气自动涉出, 具体参数楼主需给定,没有就先估计个

算起来应该很快.