基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法
【專利摘要】基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，涉及一種針對制冷站噴淋系統(tǒng)噴嘴設(shè)置的仿真數(shù)值模擬方法。本發(fā)明的目的主要解決了現(xiàn)有制冷站內(nèi)設(shè)置噴嘴未考慮位置、數(shù)量安裝條件，以及對噴嘴工作參數(shù)缺少必要的科學數(shù)據(jù)的問題。本發(fā)明包括：一、構(gòu)建自定義函數(shù)；二、通過ICEM建立制冷站房模型并劃分網(wǎng)格，生成MSH格式文件；三、將MSH文件導(dǎo)入Fluent軟件中，檢測網(wǎng)格質(zhì)量；四、設(shè)定求解條件；五、求解迭代；六、結(jié)果分析。本發(fā)明適用于制冷站噴淋系統(tǒng)噴嘴設(shè)置仿真模擬。本發(fā)明結(jié)果應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中不僅可以節(jié)約經(jīng)濟成本，還能達到噴淋系統(tǒng)對氨泄漏事故最優(yōu)的控制效果。
【專利說明】
基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 噴淋系統(tǒng)吸收泄漏氨氣技術(shù)在目前的化工業(yè)生產(chǎn)過程中被廣泛應(yīng)用，一般在制冷 站內(nèi)儲氨罐上方裝設(shè)噴淋系統(tǒng)，利用清水噴淋方法對泄漏區(qū)進行凈化吸收，這種方法是利 用氨氣極易溶于水的特性，通過對噴嘴各項工作參數(shù)的優(yōu)化，優(yōu)化后能有效提高噴淋系統(tǒng) 的吸收效率。
[0003] 霧化噴淋系統(tǒng)主要由噴嘴、氣動力系統(tǒng)、水動力系統(tǒng)組成，包括空氣壓縮機、儲水 槽、輸送栗、管道和相關(guān)的控制系統(tǒng)。其中噴嘴是整個工藝系統(tǒng)中最重要的部分，合理設(shè)置 噴嘴的工作參數(shù)才能保證對泄漏氨氣最有效的吸收效果，達到噴淋系統(tǒng)最優(yōu)的控制范圍、 吸收效率。
[0004] 噴淋系統(tǒng)噴嘴的安裝方式有兩種:一種是將噴嘴邊墻布置，噴淋水沿著噴嘴的軸 向水平噴出；另外一種噴嘴的安裝方式為頂棚布置。而邊墻布置受重力等因素影響，控制范 圍遠低于頂棚布置，因此頂棚布置方式較為常見，所以本發(fā)明只針對此類布置方式的模擬。
[0005] 綜上所述，在安裝噴嘴前，首先需要進行模擬?，F(xiàn)有的噴淋系統(tǒng)有以下缺點：
[0006] 1、未考慮噴淋系統(tǒng)噴嘴的安裝條件。企業(yè)現(xiàn)場的噴淋系統(tǒng)布置隨意，有的采用管 式噴淋，有的采用花灑噴淋，但無論是哪種安裝方式，均沒有正規(guī)標準要求，因此需要對噴 嘴的安裝條件進行研究。
[0007] 2、忽略了噴嘴工作參數(shù)的影響。噴淋系統(tǒng)吸收氨氣的過程受到很多因素的影響， 現(xiàn)有研究中只考慮了噴嘴的安裝數(shù)量，忽略了噴嘴工作壓力、噴嘴角度等參數(shù)，從而未能達 到噴淋系統(tǒng)最優(yōu)的控制范圍、吸收效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的制冷站內(nèi)設(shè)置噴嘴時未考慮位置和數(shù)量的安裝 條件，以及噴嘴工作參數(shù)缺少必要的科學數(shù)據(jù)的問題，而提出一種基于Fluent軟件的安裝 制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法。
[0009] 基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，所述方法通過以 下步驟實現(xiàn)：
[0010] 步驟一、根據(jù)實際情況設(shè)置制冷站內(nèi)物理模型參數(shù):物理原型的尺寸、噴嘴位置、 噴嘴之間間距、噴淋系統(tǒng)工作壓力以及噴嘴噴角；
[0011] 其中，物理原型是指要進行空氣霧化噴嘴安裝的制冷站噴淋系統(tǒng)；
[0012] 步驟二、根據(jù)步驟一確定的制冷站內(nèi)物理模型參數(shù)，構(gòu)建自定義函數(shù)：
[0013] 1)根據(jù)噴淋系統(tǒng)的噴嘴出口工作壓力和霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建霧滴粒徑隨噴 嘴出口工作壓力變化的自定義函數(shù)；
[0014] 2)根據(jù)氨氣與水化學反應(yīng)的特性，構(gòu)建氨氣與水化學反應(yīng)速率的自定義函數(shù)；
[0015] 3)根據(jù)噴嘴噴角與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自 定義函數(shù);其中，噴嘴噴角是指噴嘴中噴流下落過程中形成的椎體表面上，兩條相對母線形 成的錐角a;控制范圍是指噴流落在噴淋空間的屋面圍合形成的圓形區(qū)域；
[0016] 4)根據(jù)噴嘴分布方式與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴分布方式變化 的自定義函數(shù)；
[0017] 步驟三、建立噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的物理模型：
[0018] 并利用ICEM軟件，空間根據(jù)液化氣體擴散規(guī)律的特點，選取結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化相 結(jié)合的網(wǎng)格劃分方式進行網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建模型，設(shè)置邊界條件，輸出運行結(jié)果文件；
[0019]步驟四、打開fluent軟件，導(dǎo)入步驟三輸出的case文件，檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，如果網(wǎng) 格體積為負，則重新劃分網(wǎng)格；
[0020] 步驟五、根據(jù)物理原型的實際情況設(shè)置單位；
[0021] 步驟六、導(dǎo)入步驟一構(gòu)建的自定義函數(shù)，模擬噴淋系統(tǒng)吸收氨氣的過程：
[0022] 依次按照定義、用戶自定義、函數(shù)和應(yīng)用的順序?qū)胱远x函數(shù)；
[0023]步驟七、選擇適合的模擬模型：
[0024]選用多相流模型中V0F模型，選用能量模型、湍流模型中的標準k-e模型和DPM模 型；
[0025]步驟八、設(shè)置材料屬性：
[0026]在fluent軟件數(shù)據(jù)庫中復(fù)制出氨氣與水的具體材料屬性，調(diào)用氨氣與水化學反應(yīng) 速率的自定義函數(shù)；
[0027]步驟九、多相流的確定：
[0028]將氨氣與空氣的混合氣確定為氣相，噴淋水確定為液相；
[0029]步驟十、設(shè)置邊界條件：
[0030] 在以上的吸收條件下，設(shè)置邊界條件，分別調(diào)用霧滴粒徑隨噴嘴出口工作壓力變 化的自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴分布方式 變化的自定義函數(shù)；
[0031] 步驟十一、求解方法的選擇，確定求解精度：
[0032]壓力速度藕合選擇simple模式，壓力方程的松弛因子設(shè)為0.9,壓力修正方程采用 Presto 模式；
[0033 ]步驟十二、初始化邊界條件并設(shè)置迭代參數(shù)，進行計算；
[0034]步驟十三、查看殘差圖，對相、速度、濃度和質(zhì)量分數(shù)的云圖和矢量圖進行結(jié)果分 析，改變模擬條件，優(yōu)化吸收效率，得到噴嘴最優(yōu)安裝位置及工作參數(shù)；
[0035]步驟十四、根據(jù)以上步驟得到制冷站模型最優(yōu)結(jié)果，設(shè)計出制冷站內(nèi)部噴淋系統(tǒng)。 [0036]本發(fā)明的有益效果為：
[0037]本發(fā)明是采用fluent軟件能夠模擬噴嘴的不同工作參數(shù)，而且得到的氨氣濃度 場、速度場圖較數(shù)據(jù)直接，結(jié)果較直觀，該方法與試驗法相比較而言，因為氨氣具有毒性、易 燃易爆性，易造成中毒、爆炸等事故，所以本方法無危險性，且科學、可靠。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明設(shè)計的模擬方法的流程圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明模擬的氨氣吸收過程簡化模型；
[0040] 圖3本發(fā)明涉及的網(wǎng)格劃分示意圖；
[0041]圖4本發(fā)明涉及的霧化噴淋效果圖；
[0042]圖5a本發(fā)明涉及的噴嘴噴角為100°時濃度場分布示意圖；
[0043]圖5b本發(fā)明涉及的噴嘴噴角為115°時濃度場分布示意圖；
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0044] 一：
[0045]本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，結(jié) 合圖1所示的模擬方法的流程圖，所述方法包括以下步驟：
[0046]步驟一、根據(jù)實際情況設(shè)置制冷站內(nèi)物理模型參數(shù):物理原型的尺寸、噴嘴位置、 噴嘴之間間距、噴淋系統(tǒng)工作壓力以及噴嘴噴角；
[0047]其中，物理原型是指要進行空氣霧化噴嘴安裝的制冷站噴淋系統(tǒng)；
[0048]步驟二、根據(jù)步驟一確定的制冷站內(nèi)物理模型參數(shù)，構(gòu)建自定義函數(shù)：
[0049] 1)根據(jù)噴淋系統(tǒng)的噴嘴出口工作壓力和霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建霧滴粒徑隨噴 嘴出口工作壓力變化的自定義函數(shù)；
[0050] 2)根據(jù)氨氣與水化學反應(yīng)的特性，構(gòu)建氨氣與水化學反應(yīng)速率的自定義函數(shù)；
[0051] 3)根據(jù)噴嘴噴角與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自 定義函數(shù);其中，噴嘴噴角是指噴嘴中噴流下落過程中形成的椎體表面上，兩條相對母線形 成的錐角a;
[0052] 4)控制范圍是指噴流落在噴淋空間的屋面圍合形成的圓形區(qū)域；
[0053] 5)根據(jù)噴嘴分布方式與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴分布方式變化 的自定義函數(shù)；
[0054]步驟三、建立噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的物理模型：
[0055]并利用ICEM軟件，空間根據(jù)液化氣體擴散規(guī)律的特點，選取結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化相 結(jié)合的網(wǎng)格劃分方式進行網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建物理模型，設(shè)置邊界條件，輸出運行結(jié)果case文 件；
[0056]其中，ICEM軟件是作為fluent和CFX標配的網(wǎng)格劃分軟件；
[0057]步驟四、打開fluent軟件，導(dǎo)入步驟三輸出的case文件，檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，如果網(wǎng) 格體積為負，則重新劃分網(wǎng)格；
[0058]步驟五、根據(jù)物理原型的實際情況設(shè)置單位；
[0059] 步驟六、導(dǎo)入步驟一構(gòu)建的自定義函數(shù)(UDF，即user defined function的縮寫）， 真實模擬噴淋系統(tǒng)吸收氨氣的過程：
[0060] 依次按照定義（def ine)、用戶自定義（user-def ined)、函數(shù)（function)和應(yīng)用 (compile)的順序?qū)胱远x函數(shù)；
[0061] 步驟七、選擇適合的模擬模型：
[0062]選用多相流模型中V0F模型，選用能量模型、湍流模型中的標準k-e模型和DPM模 型；
[0063]步驟八、設(shè)置材料屬性：
[0064]在fluent軟件數(shù)據(jù)庫(database)中復(fù)制出氨氣與水的具體材料屬性，調(diào)用氨氣與 水化學反應(yīng)速率的自定義函數(shù)；
[0065]步驟九、多相流的確定：
[0066]將氨氣與空氣的混合氣確定為氣相，噴淋水確定為液相；
[0067]步驟十、設(shè)置邊界條件：
[0068] 在以上的吸收條件下，設(shè)置邊界條件，分別調(diào)用霧滴粒徑隨噴嘴出口工作壓力變 化的自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴分布方式 變化的自定義函數(shù)；
[0069] 步驟十一、求解方法的選擇，確定求解精度：
[0070] 壓力速度藕合選擇Simple模式，壓力方程的松弛因子設(shè)為0.9,壓力修正方程采用 Presto 模式；
[0071 ]步驟十二、初始化邊界條件并設(shè)置迭代參數(shù)，進行計算；
[0072]步驟十三、查看殘差圖，對相、速度、濃度和質(zhì)量分數(shù)的云圖和矢量圖進行結(jié)果分 析，改變模擬條件，優(yōu)化吸收效率，得到噴嘴最優(yōu)安裝位置及工作參數(shù)；
[0073]步驟十四、根據(jù)以上步驟得到制冷站模型最優(yōu)結(jié)果，設(shè)計出制冷站內(nèi)部噴淋系統(tǒng)。 [0074] 一、本實施方式提出一種基于fluent軟件設(shè)置制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴方 法，fluent模擬軟件是基于計算流體動力學方法求解流動、傳質(zhì)伴有化學反應(yīng)問題的通用 軟件，設(shè)置DPM模型，即可模擬噴嘴霧化模型，利用fluent模擬軟件含有的用戶自定義函數(shù) UDF的功能模塊，借助構(gòu)建霧滴粒徑隨工作壓力變化的自定義函數(shù)、控制范圍隨噴嘴噴角變 化的自定義函數(shù)、控制范圍隨布置方式變化的自定義函數(shù)等，并在fluent中調(diào)用這些自定 義函數(shù)，達到對噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的仿真，可以直觀的看到濃度隨時間的變化曲線、空 間內(nèi)氨氣速度矢量圖等情況，進而分析得到的結(jié)果，最終實現(xiàn)工作參數(shù)、安裝條件的的優(yōu) 化；
[0075]二、本實施方法提供了一種優(yōu)化噴淋系統(tǒng)吸收氨氣的新方法，本方法考慮到噴淋 系統(tǒng)的工作參數(shù)及安裝條件，通過調(diào)用霧滴粒徑隨工作壓力變化的自定義函數(shù)、控制范圍 隨噴嘴噴角變化的自定義函數(shù)、控制范圍隨布置方式變化的自定義函數(shù)等，實現(xiàn)了氣液兩 相間的耦合計算，模擬得到的結(jié)果更接近于實際情況，可信度高。
[0076]【具體實施方式】二：
[0077]與【具體實施方式】一不同的是，本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系 統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，步驟二所述噴淋系統(tǒng)的噴嘴出口工作壓力和霧滴粒徑的函數(shù)關(guān) 系為：
[0079]式中，cU為噴嘴出口直徑，單位為米；A P為噴嘴出口壓力，單位為帕;a為噴嘴角，a = 90。。
【具體實施方式】 [0080] 三：
[0081]與【具體實施方式】一或二不同的是，本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷站噴 淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，步驟二所述氨氣與水化學反應(yīng)的特性中，涉及的氨氣與水 化學反應(yīng)速率關(guān)系為：
[0083]式中：Na表示氨氣的吸收速率;Sc為斯密特準數(shù);Rec為雷諾準數(shù)，無量綱;Dab表示 氨氣在空氣中的擴散系數(shù)Dab，單位為m2/s; dP表不液滴粒徑;P表不氣相分壓;p#表不與液相 濃度成平衡的氣相分壓;P-P#表示分壓差所代表的總推動力;RT表示室溫。
[0084]【具體實施方式】四：
[0085]與【具體實施方式】三不同的是，本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系 統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，步驟二所述的噴嘴噴角與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系為：
[0087]式中，s表示噴流在噴淋空間內(nèi)的屋面上形成的覆蓋范圍；h表示噴嘴與噴淋空間 內(nèi)的屋面的距離;a表示噴嘴噴角。
【具體實施方式】 [0088] 五：
[0089] 與【具體實施方式】一、二或四不同的是，本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷 站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，步驟三所述建立噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的物理模型過 程中，所述邊界條件涉及各邊界量和單位為：
[0090] 1)在噴淋系統(tǒng)入口采用速度邊界條件，在噴淋系統(tǒng)出口采用自由出口條件；
[0091] 2)噴嘴所在的面設(shè)定為escape邊界條件，即噴霧液滴回流到達這個面，則認為霧 滴將逃離這個邊界面，不在返回計算區(qū)域；
[0092] 3)噴淋空間的側(cè)壁面設(shè)定為wall邊界條件，其溫度設(shè)置為283K;
[0093] 4)噴淋空間的底面設(shè)定為outflow邊界，霧滴到達outflow邊界后終止計算，不再 對吸收場產(chǎn)生影響；
[0094] 5)根據(jù)邊界條件，進行用戶自定義程序的編制過程。
[0095]【具體實施方式】六：
[0096]與【具體實施方式】五不同的是，本實施方式的基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系 統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，所述根據(jù)邊界條件，進行用戶自定義程序的編制過程為，在數(shù)值 計算過程中，涉及到氣液兩相的反應(yīng)，通過編制用戶自定義模型來實現(xiàn)傳質(zhì)和反應(yīng)速率，具 體步驟如下：
[0097]首先，檢查用戶模型；
[0098]然后，輸入源代碼，保存后運行Fluent軟件，讀入，設(shè)置ICEM軟件的運行結(jié)果文件， 激活UFD程序開始計算。
[0099]本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域 技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于 本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方法，其特征在于:所述 方法通過以下步驟實現(xiàn)： 步驟一、根據(jù)實際情況設(shè)置制冷站內(nèi)物理模型參數(shù):物理原型的尺寸、噴嘴位置、噴嘴 之間間距、噴淋系統(tǒng)工作壓力以及噴嘴噴角； 其中，物理原型是指要進行空氣霧化噴嘴安裝的制冷站噴淋系統(tǒng)； 步驟二、根據(jù)步驟一確定的制冷站內(nèi)物理模型參數(shù)，構(gòu)建自定義函數(shù)： 1) 根據(jù)噴淋系統(tǒng)的噴嘴出口工作壓力和霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建霧滴粒徑隨噴嘴出 口工作壓力變化的自定義函數(shù)； 2) 根據(jù)氨氣與水化學反應(yīng)的特性，構(gòu)建氨氣與水化學反應(yīng)速率的自定義函數(shù)； 3) 根據(jù)噴嘴噴角與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自定義 函數(shù);其中，噴嘴噴角是指噴嘴中噴流下落過程中形成的椎體表面上，兩條相對母線形成的 錐角α;控制范圍是指噴流落在噴淋空間的屋面圍合形成的圓形區(qū)域； 4) 根據(jù)噴嘴分布方式與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建覆蓋范圍隨噴嘴分布方式變化的自 定義函數(shù)； 步驟三、建立噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的物理模型： 并利用ICEM軟件，空間根據(jù)液化氣體擴散規(guī)律的特點，選取結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化相結(jié)合 的網(wǎng)格劃分方式進行網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建物理模型，設(shè)置邊界條件，輸出運行結(jié)果文件； 步驟四、打開fluent軟件，導(dǎo)入步驟三輸出的case文件，檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，如果網(wǎng)格體 積為負，則重新劃分網(wǎng)格； 步驟五、根據(jù)物理原型的實際情況設(shè)置單位； 步驟六、導(dǎo)入步驟一構(gòu)建的自定義函數(shù)，模擬噴淋系統(tǒng)吸收氨氣的過程： 依次按照定義、用戶自定義、函數(shù)和應(yīng)用的順序?qū)胱远x函數(shù)； 步驟七、選擇適合的模擬模型： 選用多相流模型中VOF模型，選用能量模型、湍流模型中的標準k-ε模型和DPM模型； 步驟八、設(shè)置材料屬性： 在fluent軟件數(shù)據(jù)庫中復(fù)制出氨氣與水的具體材料屬性，調(diào)用氨氣與水化學反應(yīng)速率 的自定義函數(shù)； 步驟九、多相流的確定： 將氨氣與空氣的混合氣確定為氣相，噴淋水確定為液相； 步驟十、設(shè)置邊界條件： 在以上的吸收條件下，設(shè)置邊界條件，分別調(diào)用霧滴粒徑隨噴嘴出口工作壓力變化的 自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴噴角大小變化的自定義函數(shù)、覆蓋范圍隨噴嘴分布方式變化 的自定義函數(shù)； 步驟十一、求解方法的選擇，確定求解精度： 壓力速度藕合選擇simple模式，壓力方程的松弛因子設(shè)為0.9,壓力修正方程采用 Presto 模式； 步驟十二、初始化邊界條件并設(shè)置迭代參數(shù)，進行計算； 步驟十三、查看殘差圖，對相、速度、濃度和質(zhì)量分數(shù)的云圖和矢量圖進行結(jié)果分析，改 變模擬條件，優(yōu)化吸收效率，得到噴嘴最優(yōu)安裝位置及工作參數(shù)； 步驟十四、根據(jù)以上步驟得到制冷站模型最優(yōu)結(jié)果，設(shè)計出制冷站內(nèi)部噴淋系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方 法，其特征在于:步驟二所述噴淋系統(tǒng)的噴嘴出口工作壓力和霧滴粒徑的函數(shù)關(guān)系為：式中，cU為噴嘴出口直徑，單位為米；△ P為噴嘴出口壓力，單位為帕；α為噴嘴角，α = 90。。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的 方法，其特征在于:步驟二所述氨氣與水化學反應(yīng)的特性中，涉及的氨氣與水化學反應(yīng)速率 關(guān)系為：式中:Να表示氨氣的吸收速率;Sc為斯密特準數(shù);Rec為雷諾準數(shù)，無量綱;Dab表示氨氣在 空氣中的擴散系數(shù)Dab，單位為m2/s; dP表不液滴粒徑;P表不氣相分壓;p#表不與液相濃度成 平衡的氣相分壓;P-P#表示分壓差所代表的總推動力;RT表示室溫。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方 法，其特征在于:步驟二所述的噴嘴噴角與覆蓋范圍的函數(shù)關(guān)系為：式中，s表示噴流在噴淋空間內(nèi)的屋面上形成的覆蓋范圍；h表示噴嘴與噴淋空間內(nèi)的 屋面的距離;α表示噴嘴噴角。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴 的方法，其特征在于:步驟三所述建立噴淋系統(tǒng)吸收氨氣過程的物理模型過程中，所述邊界 條件涉及各邊界量和單位為： 1) 在噴淋系統(tǒng)入口采用速度邊界條件，在噴淋系統(tǒng)出口采用自由出口條件； 2) 噴嘴所在的面設(shè)定為逃離escape邊界條件，即噴霧液滴回流到達這個面，則認為霧 滴將逃離這個邊界面，不在返回計算區(qū)域； 3) 噴淋空間的側(cè)壁面設(shè)定為wal 1邊界條件，其溫度設(shè)置為283K; 4) 噴淋空間的底面設(shè)定為outflow邊界，霧滴到達outflow邊界后終止計算，不再對吸 收場產(chǎn)生影響； 5) 根據(jù)邊界條件，進行用戶自定義程序的編制過程。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于Fluent軟件的安裝制冷站噴淋系統(tǒng)的空氣霧化噴嘴的方 法，其特征在于:所述根據(jù)邊界條件，進行用戶自定義程序的編制過程為，在數(shù)值計算過程 中，涉及到氣液兩相的反應(yīng)，通過編制用戶自定義模型來實現(xiàn)傳質(zhì)和反應(yīng)速率，具體步驟如 下： 首先，檢查用戶模型； 然后，輸入源代碼，保存后運行Fluent軟件，讀入，設(shè)置ICEM軟件的運行結(jié)果文件，激活 UFD程序開始計算。
【文檔編號】G06F17/50GK105930548SQ201610161541
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】蔣永清, 宗妍, 孫超, 王博, 李存海, 孫大偉, 遲長宇, 陳東旭, 羅若男
【申請人】哈爾濱理工大學