連續(xù)發(fā)電的質(zhì)量平衡

在與增量時(shí)間t和時(shí)間增量大小Atr的結(jié)束相對應(yīng)的任何增量k處，將要生成的種類i的顆粒的指定質(zhì)量為

 

Mspiedk=米(t)阿(t)阿(t)阿

 

其中A(t)是當(dāng)前入口刻面面積。由于時(shí)間增量和顆粒尺寸的離散性，對于給定的增量，顆粒發(fā)生器將不能精確地匹配物種的指定質(zhì)量。粒子發(fā)生器，因此，保持質(zhì)量平衡的每一個(gè)物種。對于一個(gè)給定的物質(zhì)，負(fù)質(zhì)量平衡表明該物質(zhì)產(chǎn)生的粒子質(zhì)量高于所需的質(zhì)量。這對于物種而言，在計(jì)算當(dāng)前增量中生成的目標(biāo)質(zhì)量時(shí)，考慮到了從上一次增量mbalancek-i'產(chǎn)生的超額質(zhì)量：

mtargetk=mspecifiedk+mbalancingk-1'

當(dāng)前增量的物種i的質(zhì)量平衡是

Mbalancek=mtargetk-mactuals

 

其中mactual是以增量k產(chǎn)生的粒子的實(shí)際質(zhì)量。顆粒發(fā)生器盡量使每單位入口面積的質(zhì)量流量與規(guī)定的質(zhì)量流量匹配。如果某一物質(zhì)的目標(biāo)質(zhì)量因負(fù)質(zhì)量平衡高而為負(fù)，則在目標(biāo)質(zhì)量再次變?yōu)檎|(zhì)量之前，該物質(zhì)不會產(chǎn)生任何粒子。圖8顯示了一個(gè)特定問題的生成和規(guī)定的質(zhì)量流率的比較，其中每單位入口面積的規(guī)定質(zhì)量流率不隨時(shí)間變化，入口幾何形狀為修好了。

 

 

圖8：規(guī)定的和生成的質(zhì)量流量的比較。

 

進(jìn)口堵塞

流速Q(t)和單位入口面積的質(zhì)量流量Ms(t)相關(guān)如下：

M(t)=Q(t的一個(gè)函數(shù))

其中p是顆粒密度，e(t)是固體分?jǐn)?shù)。固體分?jǐn)?shù)是顆粒的體積與它們所占據(jù)的區(qū)域的體積之比這一關(guān)系表明，在給定的單位入口面積質(zhì)量流量下，進(jìn)氣道前顆粒的堆積隨流速的減小而增大。如果發(fā)生這種情況，粒子發(fā)生器將需要更多的嘗試來插入粒子。因此，對于給定的單位入口面積的質(zhì)量流量，有意義的流速規(guī)范是影響粒子發(fā)生器效率的關(guān)鍵。同樣重要的是，沒有其他模型功能定位在發(fā)電機(jī)入口前，以阻礙顆粒的流動。

 

粒子發(fā)生器的自動停機(jī)

粒子發(fā)生器在產(chǎn)生最大數(shù)量的粒子后將永久停止。由于很難對分析過程中需要產(chǎn)生的粒子總數(shù)進(jìn)行精確估計(jì)，過高估計(jì)粒子的最大數(shù)量將確保粒子發(fā)生器不會耗盡。

 

粒子組成。然而，嚴(yán)重高估的粒子的最大數(shù)量將導(dǎo)致更大的內(nèi)存需求的分析。

 

如果靠近入口的區(qū)域有較高的顆粒體積分?jǐn)?shù)，顆粒發(fā)生器將暫時(shí)停止一段時(shí)間。這有助于避免在入口被現(xiàn)有顆粒堵塞時(shí)，由于過多的插入新顆粒的失敗嘗試而導(dǎo)致性能下降。發(fā)生器臨時(shí)停止的默認(rèn)閾值是顆粒體積分?jǐn)?shù)為0.4，在入口表面前擴(kuò)展2.0Rmax的體積，其中Rmax是發(fā)生器的最大顆粒半徑。您可以修改用于停止發(fā)生器的固體分?jǐn)?shù)的默認(rèn)值。

 

可能當(dāng)前的入口幾何形狀和顆粒尺寸分布使得顆粒發(fā)生器重復(fù)地耗盡插入給定尺寸的顆粒的15次嘗試。如果在一個(gè)給定的增量中，10個(gè)這樣的循環(huán)(每次15次嘗試)都不成功，則發(fā)生器將暫時(shí)停止生成。您可以在停止粒子生成之前修改默認(rèn)值10個(gè)周期。

 

輸入文件用法：

*顆粒發(fā)生器，固體分?jǐn)?shù)=臨界固體分?jǐn)?shù)，

每次增量的最大嘗試次數(shù)=插入嘗試循環(huán)數(shù)

 

初始條件

初始條件不應(yīng)應(yīng)用于粒子種類的節(jié)點(diǎn)。

 

邊界條件

邊界條件可應(yīng)用于入口小面的節(jié)點(diǎn)，以擴(kuò)展、收縮或移動發(fā)生器的入口小面。

 

負(fù)載

物種的元素集名稱可用于應(yīng)用重力或身體載荷等載荷。

 

原理

粒子生成器只生成PD3D元素。

 

約束

多點(diǎn)約束型BEAM等約束可應(yīng)用于發(fā)電機(jī)進(jìn)氣面的節(jié)點(diǎn)，以便于剛體運(yùn)動應(yīng)用于發(fā)電機(jī)進(jìn)氣面。

 

相互作用

粒子種類之間的接觸相互作用指定類似于用戶定義的PD3D元素。您不能將入口刻面包含在接觸域中。

 

輸出

輸出可用于粒子生成器生成的元素集和節(jié)點(diǎn)集。

 

局限性

以下限制適用于涉及粒子發(fā)生器的分析：

l只能生成PD3D元素。

l不可能生成PD3D元素的簇。

l雖然在Abaqus/iewer中支持該功能，但在Abaqus/CAE中不支持該功能。

 

輸入文件模板

下面的示例說明了具有兩個(gè)粒子種類的粒子發(fā)生器：

*HEADING

…

*PARTICLE GENERATOR, NAME=generator_name, TYPE=PD3D,

MAXIMUM NUMBER OF PARTICLES=number, SOLID FRACTION=number,

MAX INSERTION ATTEMPTS=number, MAX ATTEMPTS PER INCREMENT=number

**

*PARTICLE GENERATOR INLET, SURFACE=inlet_surf

**

*PARTICLE GENERATOR MIXTURE

gen_SET1, gen_SET2

**

*PROBABILITY DENSITY FUNCTION, NAME=PDF_gen_SET1, TYPE=NORMAL

Data line to define PDF

*PROBABILITY DENSITY FUNCTION, NAME=PDF_gen_SET2, TYPE=LOGNORMAL

Data line to define PDF

**

*DISCRETE SECTION, ELSET=gen_SET1

PDF_gen_SET1

*DISCRETE SECTION, ELSET=gen_SET2

PDF_gen_SET2

…

*SURFACE, TYPE=ELEMENT, NAME=inlet_surf

element set name

*SURFACE, TYPE=ELEMENT, NAME=PG_SURF1

gen_SET1

*SURFACE, TYPE=ELEMENT, NAME=PG_SURF2

gen_SET2

**

*SURFACE INTERACTION,NAME=prop_gen_SET1

*SURFACE INTERACTION,NAME=prop_gen_SET2

*SURFACE INTERACTION,NAME=prop_gen_SET1_and_gen_SET2

**

*AMPLITUDE, name=flow_speed

*AMPLITUDE, name=mass_flow_rate_gen_SET1

*AMPLITUDE, name=mass_flow_rate_gen_SET2

**

*STEP

*DYNAMIC, EXPLICIT

**

*PARTICLE GENERATOR FLOW, GENERATOR=generator_name

flow_speed, mass_flow_rate_gen_SET1, mass_flow_rate_gen_SET2

**

*DLOAD

Data lines to define gravity load for gen_SET1

Data lines to define gravity load for gen_SET2

**

*CONTACT

*CONTACT INCLUSIONS

PG_SURF1, PG_SURF1

PG_SURF2, PG_SURF2

PG_SURF1, PG_SURF2

*CONTACT PROPERTY ASSIGNMENT

PG_SURF1, PG_SURF1, prop_gen_SET1

PG_SURF2, PG_SURF2, prop_gen_SET2

PG_SURF1, PG_SURF2, prop_gen_SET1_and_gen_SET2

**

*END STEP

 

溫馨提示：

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