多孔媒体流量模块

188金宝搏优惠comsol多物理学®版本5.5介绍了新的多孔介质流块模块。该附加模块使您可以在多孔介质中建模质量,动量和能量传输。

多孔介质流块模块概述

多孔媒体存在于许多天然和人造系统中,并且需要先进的多孔媒体建模跨越许多行业。例子包括燃料电池的过程,纸浆和纸张的干燥,食品生产,过滤过程等。多孔介质流模块扩展了comsol多物理学188金宝搏优惠®对多孔介质中质量,动量和能量运输的定量研究进行建模环境。它的应用领域范围从基于Darcy定律的常规多孔介质流到非darcian流量和多物理流量分析,包括传热,化学工程等的影响。

工作滤水器中的氯浓度和骨折的滤水器显示出受污染的结果。 陶瓷滤水器蜡烛中的污染物浓度(左:未损坏,右:损坏)

多孔介质流块模块功能

流模型

多孔介质流量模块包括基于Darcy定律,Brinkman方程以及自由和多孔介质流的组合来建模多孔媒体中的单相流量的功能。多孔介质中的断裂可能主导流动,并且可以将裂缝流的专门接口与任何多孔介质流量模型结合使用。固定和时间依赖性分析类型都可以使用。

多相流

多相流功能包括通过多孔介质运输多个不混溶的相位,以解决平均相体积分数。对于可变饱和的多孔介质,基于Richards方程的非线性流量选项可用于分析介质,其中液压性能随着流体穿过多孔介质而变化,填充了一些毛孔并排出其他培养基。

多物理学

多物理能力包括与传热,化学工程和结构分析的组合。当与传热结合使用时,有一些可以计算多孔介质中非等热流以及有效的热性能的选择。多孔介质中的传热可以与消费电子,包装材料和建筑物物理学中的应用相结合。

该模块还可以在自由流,饱和和部分饱和的多孔介质中处理化学物种的运输。它可用于研究气体或液体穿过多孔介质的间隙的流量和化学组成。除多孔媒体区域外,流程系统还可能包括自由流动的区域。

对于多孔材料中的弹性效应,用于毛弹性的专门多物理界面将Darcy定律的瞬时配方与固体力学的绝对配方结合在一起。来自达西的律法界面充当结构分析的负载,从而导致肿胀或收缩。体积应变的变化会影响孔隙空间,孔隙空间是达西定律流模型的质量来源或下沉。

用于热量储能的包装床箱中的液相浓度。 热能存储(TES)单元用于从太阳能,地热或废热源中积累热能。该示例在充电TES单元时对传热的影响进行了对相变和局部热非平衡的影响。

一般的水分传输接口改进

一个新浓缩物种配方可在空气中的水分传输当蒸气含量较高时,蒸气在空气中建模和扩散的界面。当高温下有中等或高相对湿度时,通常是这种情况。在这些条件下,由于蒸气浓度梯度,潮湿的空气密度可能在空间和时间上有很大差异,默认配方应由新的配方代替。浓缩物种公式。

物理界面也得到了改进,以支持与大于一个的相对湿度相对应的过饱和条件。当将水蒸气饱和的热流迅速冷却时,就会发生这种情况。最后,设置了各种水分传输,热量和水分界面的默认求解器设置,并以更高和更快的计算方式设置了水分流动界面。

comsol多物理版本5.5中的空气界面中水分传输的设置,其中显示了新的浓缩物种混合物类型。188金宝搏优惠 您现在可以选择浓缩物种作为用于潮湿空气的混合物水分传输接口。

新教程模型

多孔介质流块模块包括几个教程模型。

包装的床潜热存储
堆满的床潜水储罐中的液相浓度。 热能存储(TES)单元用于从太阳能,地热或废热源中积累热能。该示例在充电TES单元时对热传递的影响与相变和局部热非平衡作用。

应用程序库标题:
packed_bed_latent_heat_storage

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多孔微通道散热器的性能
一项参数研究的结果,以确定微通道散热器中多孔底物的最佳厚度。 用多孔底物(棕色)的微通道散热器增强传热系数。功绩图的图显示了最佳配置。

应用程序库标题:
performance_of_a_porous_microChannel_heat_sink

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冷冻包容性
流向冷冻块上的流体,同层显示部分冰块已融化到水中。 由于周围多孔培养基中的热传导和对流而导致初始冷冻块进行九小时后,液体水饱和度。等音表面显示温度,其余的冰为白色。流线代表流体速度场。

应用程序库标题:
Frozen_crusion

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paper
由于毛细作用力,纸带中的液相浓度。 当将干燥的多孔材料与液体接触时,就会发生芯片。它将由于毛细作用而吸收流体。吸收一直持续到重力平衡毛细作用。

应用程序库标题:
wicking_in_a_paper_strip

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