fluent中采用rosin-rammler粒径分布后,入口出现大量粒子逃逸该如何解决

对螺杆式空压机油气分离器在fluent中仿真,连续相为空气,离散相为油液,先计算空气场稳定后,再射入dpm粒子,粒子属性为油液。入口进入的油液质量流量为3.0745kg/s,空气流量为0.9572kg/s,空气是在7bar下压缩的流量,入口采用速度入口,速度为11.64m/s,出口为压力出口,为6.9bar,入口温度为100℃,进出口边界条件设置为逃逸,壁面的边界体条件设置为捕捉。

第一次计算粒子射入,dpm粒径设置为uniform,粒径为0.00005m,计算后,入口处有很少量的粒子逃逸(在0.08kg/s左右),入口压力为预期压力(为7bar左右),进出口监测的空气流量稳定0.9572kg/s左右,出口的速度稳定在16.6m/s左右,出口的温度在90℃左右。

第二次计算粒子射入时,使用rosin-rammler粒径分布,粒径分布为1-10微米(6%)、10-20微米(24%)、20-30微米(33.2%)、30-40微米(24%)、40-50微米(12.8%),入口出现大量粒子逃逸(1.2kg/s左右),入口的压力降低到6.5bar,与预期7bar有一定差距且低于出口压力6.9bar。

(已经试过

1、入口边界条件改为反射——压力先下降后升至14bar以上;

2、调整RSM湍流模型参数(用于缓解湍流的扩散程度)——保持不变;

3、加密入口管网格(防止因网格精度不够导致细微粒子计算不准确)——保持不变;

4、将速度入口改为压力入口(压力下降则将压力改为定值)——入口仍然出现大量粒子逃逸;

5、将单相空气计算时采用RSM(检查是否因为前后连续相模型不一致导致流场计算不稳定)——保持不变;

6、加长进口管(检查是否因为进口管较短,进口管的流场流动性较差)——保持不变;

7、采用RNG k - ε、LES-WALE模型湍流模型(检查是否因为湍流模型不合适导致)——保持不变;

8、调整随机轨道模型参数Time Scale Constant 0.15→0.1(用于抑制小粒径粒子因湍流扩散导致的非物理逃逸)——保持不变;

9、取消双向耦合(不可取消,油液的流量大于空气)并采用压力入口(检查没有双相耦合的情况下采用压力出口的情况)——入口仍然出现大量粒子逃逸;

10、取消双向耦合(不可取消,油液的流量大于空气)仍采用速度入口——压力恢复正常,仍有大量粒子逃逸。

以上几个都不能改善情况)

以下为计算一小段时间内的入口粒子逃逸分布

1e-6    11897

1.33e-5  19507

2.55e-5  20389

3.78e-5  22247

5e-5    23355

那么相对于采用单个粒子直径进行计算,采用rosin-rammler粒径分布后,入口出现大量粒子逃逸该如何解决

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