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實際情況中,攪拌反應釜內溫度由323.15K下降到308.15K過程復雜且時間長,若直接進行數值模擬將耗費大量存儲空間和運行時間,故采用簡化的分段模擬策略來近似求解。
具體策略是:選取323.15K,318.15K,313.15K和308.15K為冷卻過程中的四個關鍵溫度點,然后將這四個溫度下的物性參數分別輸入至除溫度外操作參數相同的四個case中,先僅開啟動量方程計算速度場,待速度場穩定后,再關閉動量方程,打開能量方程,進行溫度場的模擬,直至穩定,最后計算出每個算例的對流傳熱系數,求平均。其中,判斷速度場穩定的標準是攪拌槳和攪拌軸的軸距趨于平穩、所選監測點的速度趨于平穩、整個速度場不隨計算步數的增加而變化,判斷溫度場穩定的標準是盤管熱通量趨于平穩、熱量衡算方程的殘差小于最大值的5%,流程圖如下:
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