So sánh trường tốc độ của tia phun rối, khuếch tán tính theo mô hình tích phân và code cfd đa phương fluent 6.0

SO SÁNH TRƯỜNG TỐC ĐỘ CỦA TIA PHUN RỐI,

KHUẾCH TÁN TÍNH THEO MÔ HÌNH TÍCH PHÂN VÀ CODE CFD

ĐA PHƯƠNG FLUENT 6.0

A COMPARISON OF VELOCITY FIELD OF THE TURBULENT DIFFUSION

JET GIVEN BY THE INTEGRAL MODEL AND THE CFD CODE FLUENT 6.0

BÙI VĂN GA - PHẠM THỊ KIM LOAN

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

NHAN HỒNG QUANG

Viện NCKHKT Bảo hộ lao động Đà Nẵng

TÓM TẮT

Mô hình tích phân một chiều đơn giản, cho kết quả nhanh chóng, phù hợp với nhiều áp dụng

thực tiễn đối với tia phun rối, khuếch tán. Tuy nhiên để có thể tổng quát hóa việc áp dụng, mô

hình cần được đánh giá bằng kết quả cho bởi các phần mềm đa phương có sẵn. Bài báo này

so sánh trường tốc độ cho bởi mô hình tích phân và code CFD Fluent 6.0. Sai lệch giữa hai

mô hình nằm trong giới hạn 10% khi số Reynolds ở miệng vòi phun nhỏ hơn 5000.

ABSTRACT

The integral model is simple in utilization, low CPU time calculation, suitable for a lot of

pratical applications of turbulent diffusion jet. However, for a general application, the model

should be assessed by the results of available multidirectional codes. This paper shows the

comparison of velocity profiles given by the integral model and the CFD FLUENT 6.0 Code.

The difference in results of the two models is less than 10% when the Reynolds number at the

exit nozzle is lower than 5000.

1. Giíi thiÖu

Tia phun rèi vµ khuÕch t¸n cã rÊt nhiÒu øng dông trong kü thuËt. Tr-íc ®©y, viÖc nghiªn cøu

tia phun ®-îc tiÕn hµnh chñ yÕu b»ng thùc nghiÖm vµ nh÷ng qui luËt c¬ b¶n rót ra ®-îc tõ c¸c nghiªn

cøu nµy ®· cã nh÷ng øng dông thiÕt thùc trong c«ng nghiÖp, ®Æc biÖt trong lÜnh vùc ®éng c¬ ®èt trong.

Ngµy nay, víi sù ph¸t triÓn cña c¸c c«ng cô tin häc, bµi to¸n tia phun rèi, khuÕch t¸n ®· ®-îc nghiªn

cøu mét c¸ch t-êng tËn nhê c¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n ®éng häc chÊt láng (CFD). Sù ph¸t triÓn cña tia

phun trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, kÓ c¶ nh÷ng tr-êng hîp mµ tr-íc ®©y thùc nghiÖm khã hay

kh«ng thÓ thùc hiÖn ®-îc, ®· ®-îc x¸c ®Þnh. Tuy nhiªn nh÷ng phÇn mÒm nh- vËy rÊt phøc t¹p, thêi

gian tÝnh to¸n kÐo dµi, ®«i lóc kh«ng phï hîp víi thùc tiÔn ¸p dông.

Do ®ã, viÖc x©y dùng c¸c c«ng cô to¸n häc ®¬n gi¶n h¬n nh»m hç trî cho nghiªn cøu øng

dông tia phun rèi, khuÕch t¸n lµ rÊt cÇn thiÕt. C«ng cô nh- vËy cÇn ®-îc thiÕt lËp trªn c¬ së hÖ ph-¬ng

tr×nh tÝch ph©n m« t¶ sù biÕn thiªn cña c¸c ®¹i l-îng vËt trung b×nh theo ph-¬ng trôc tia kÕt hîp víi

c¸c qui luËt thùc nghiÖm vÒ diÔn biÕn cña chóng theo ph-¬ng h-íng kÝnh [6], [7], [11].

M« h×nh ®¬n gi¶n m« t¶ tia phun rèi ®-îc thiÕt lËp trong m«i tr-êng kh«ng khÝ ®øng yªn. M«

h×nh nµy cã ý nghÜa trong kiÓm chøng c¸c ®iÒu kiÖn biªn vµ tÝnh chÝnh x¸c cña c¸c hÖ sè thùc nghiÖm

sö dông. Trong thùc tÕ, dï trong buång ch¸y ®éng c¬ hay ngßai khÝ quyÓn, tia phun còng chÞu nh÷ng

t¸c ®éng cña m«i tr-êng kh«ng khÝ vËn ®éng. V× vËy m« h×nh tia phun cã tÝnh tæng qu¸t ®-îc x©y

dùng trong ®iÒu kiÖn cã sù t-¬ng t¸c cña m«i tr-êng [8].

Tuy kÕt qu¶ cho bëi m« h×nh tÝch ph©n vµ thùc nghiÖm trong c¸c tr-êng hîp cô thÓ kh¸ phï

hîp [9], [10] nh-ng ®Ó cã thÓ tæng qu¸t hãa cho nh÷ng tr-êng hîp ¸p dông kh¸c nhau, m« h×nh nµy

cÇn ®-îc ®¸nh gi¸ bëi nh÷ng kÕt qu¶ cña phÇn mÒm ®a ph-¬ng. Trong bµi b¸o nµy, chóng t«i so s¸nh

kÕt qu¶ tr-êng tèc ®é cho bëi m« h×nh tÝch ph©n ®· thiÕt lËp víi phÇn mÒm ®a ph-¬ng FLUENT 6.0.