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本文采用CFD前處理軟件Gambit對模型進行網格劃分。由于攪拌反應釜結構較復雜,須分三塊進行網格劃分:動區域,靜區域和盤管。
動區域:采用多重網格法進行模擬,攪拌器附近圓柱體區域設定為動網格區域,單獨劃分,動區域面與攪拌器槳葉面附近采用尺度函數為網格加密。
盤管:Gambit中對于柱體一般采用cooper的劃分網格方法,即先劃分截面網格,之后通過固定步長的掃掠劃分體網格,使每個截面上的網格保持一致。但由于螺旋盤管圈數多,扭曲大,直接cooper會引發巨大的網格畸變導致錯誤,故將每圈盤管切分為4段相等長度,再使用cooper進行劃分,可得到較高質量的網格。另外,對于傳熱過程的模擬,邊界層網格精度十分重要,具體體現在管壁無因次高度Y+的值上,通常標準壁面函數對于Y+的要求范圍是在5~30之間,而采用強化壁面函數時,Y+須在5以內,故本文的第一層邊界層網格高度定為10巧m,保證了Y+處于強化壁面函數范圍內。:
靜區域:在動區域面和盤管壁面附近都用尺度函數進行網格加密。
經過網格獨立性系測試后,最終的總網格數為395萬左右,攪拌釜縱截面網格圖如下所示:
攪拌釜的液面設定為自由界面(symmetry),這樣不僅限制垂直于邊界的偏導數為O,同時還限制垂直于邊界的分量為0;攪拌槳、攪拌軸設定為動壁面,盤管、筒體和封頭設定為靜壁面,盤管進口為質量入口邊界條件(mass flow inlet),出口為壓力出口邊界條件(pressure 0utlet),動區域和靜區域交界的3對界面設定為imerface。
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