LIỆU HYBRID BIOGAS-XĂNG
3. Tính toán mô phỏng quá nạp với phần mền FLUENT
a)Thiết lập chế độ tính toán và đơn vị
PL-5: Khởi động phần mềm Fluent PL-6: Đọc file Towner.msh
PL-7: Thiết lập thang đo PL-8: Kiểm tra chương trình
PL-9: chọn các đặc trưng cơ bản của Solver b)Thiết lập các mặt cắt (Plane)
-Trong giao diện General, chọn thẻ Display -Xuất hiện cửa sổ Mesh Display
vii
PL-10: Chọn cửa sổ new surface PL-11: Xuất hiện hình mình mặt cắt c)Lựa chọn mô hình chảy rối
- Model → Viscous – Laminar → k-epsilon (2 eqn) (PL-12) - Xuất hiện cửa sổ Viscous Model
- Giữ nguyên các giá trị mặc định khác của mô hình - OK.
PL-12: Chọn mô hình chảy rối k- d)Lựa chọn vật liệu
Vật liệu có thể là lưu chất đơn hay hỗn hợp các lưu chất.
Nếu vật liệu có sẵn trong database của FLUENT thì ta có thể chọn, không cần định nghĩa.
viii
Nếu vật liệu không có sẵn trong database của FLUENT (như biogas), ta phải định nghĩa.
- Tiến hành lập bảng PDF
oTrong khung làm việc Models, chọn Species – Off
oChọn Partially Premixed Combustion
oXuất hiện cửa sổ Species Model (Hình PL-13) oChọn thẻ Boundary
oNhập “co2” vào mục Boundary Species (PL-14)
oAdd
oTrong mục Specify species in, chọn Mole fraction
oTrong cột Fuel, nhập “0.7” vào ô ch4; “0.3”
vào ô co2 (Hình PL-15)
oChọn thẻ Table
PL-13: Chọn cửa sổ Species Model
PL-14: Chọn Partially Premixed Combustion oBấm nút Calulate PDF Table (PL-15)
oSau khi tạo ra bảng PDF, chọn Diplay PDF Table để xem các đồ thị (PL-15).
ix
oTrong cửa sổ Species Model; chọn OK để kết thúc việc tạo bảng
PL-15: Nhập giá trị nhiên liệu Bước 3. Xác lập điều kiện biên
a) Điều kiện biên không khí vào
- Boundary → input_in → pressure_inlet (PL-16) - Bấm chuột trái vào thẻ Momentum (PL-17)
- Cho giá trị áp suất dư đầu không khí vào Gauge Total Pressure (ở đây lấy giá trị 0 Pascal)
- Bấm chuột trái vào thẻ Species (PL-18) - Chọn Specify Species Mole Fractions
- Điền thành phần các chất trong không khí đầu vào ở cửa sổ Species Mole Fractions (ở đây chọn không khí có 0.79N2 và 0.21O2).
- Bấm chuột trái vào OK để đóng cửa sổ Pressure Inlet
x
PL-16: Chọn thẻ điều kiện biên và chọn pressure_inlet
PL-17: Chọn giá trị áp suất dư đầu không khí vào Gauge Total Pressure (ở đây lấy giá trị 0 Pascal)
xi
PL-18: Chọn giá trị thành phần các chất trong không khí đầu vào ở cửa sổ Species Mole Fractions (ở đây chọn không khí có 0.79N2 và 0.21O2).
b)Điều kiện biên nhiên liệu vào
- Boundary → bio_in → pressure_inlet (PL-19) - Bấm chuột trái vào thẻ Momentum (PL-20)
- Cho giá trị áp suất dư nhiên liệu vào Gauge Total Pressure (ở đây lấy giá trị 50 Pascal)
- Bấm chuột trái vào thẻ Species (PL-21) - Chọn Specify Species Mole Fractions
- Điền thành phần các chất trong nhiên liệu đầu vào ở cửa sổ Species Mole Fractions (ở đây chọn nhiên liệu có 0.7CH4 và 0.3CO2).
- Bấm chuột trái vào OK để đóng cửa sổ Pressure Inlet
xii PL-19: Chọn mô hình pressure-inlet trong thẻ
bio-in
PL-20: Chọn giá trị áp suất dư nhiên liệu vào Gauge Total Pressure (ở
đây lấy giá trị 10000 Pascal
PL-21: Chọn giá trị thành phần các chất trong nhiên liệu đầu vào ở cửa sổ Species Mole Fractions (ở đây chọn nhiên liệu có 0.6CH4 và 0.4CO2)
Bước 4. Chuẩn bị giải hệ phương trình a)Cài đặt tiêu chuẩn hội tụ
- Monitors → Residual – Print, Plot (PL-22)
- Giữ nguyên các giá trị mặc định và tùy chọn mặc định
- Print, Plot ở Option thể hiện kết quả trong quá trình tính (in kết quả và vẽ đồ thị).
xiii
- Thay đổi các tiêu chuẩn hội tụ (Criteria). Tiêu chuẩn hội tụ mặc định là 10−3.
PL-22: Giá trị chọn và giá trị mặt định thể hiện kết quả trong quá trình tính (in kết quả và vẽ đồ thị).
b)Cài đặt điều kiện ban đầu
- Chọn Solution Initialization (PL-23) - Chọn Standard Initialization
- Bấm chuột trái vào nút Initialize
PL-23: Chọn Intialize trong Solution Initialization
xiv Bước 5. Giải hệ phương trình
- Chọn Run Calculation (PL-24)
- Chọn Number of Iterations: “300” (bước tính)
- Chọn Reporting Interval: “5” (cứ 5 bước tính thì in 1 lần kết quả).
- FLUENT sẽ giải hệ phương trình, hiển thị kết quả tính và vẽ đồ thị biến thiên của Residuals theo các bước tính (PL-25)
- Khi hội tụ hoặc tiến hành xong 300 bước tính, chương trình dừng.
- Nếu quá 300 bước tính mà chương trình chưa hội tụ thì ta bấm vào Calculate để tính tiếp.
PL-24: Hiển thị các giá trị trong Run Calculation
xv
PL-25: Chạy chương trình tính toán Bước 6. Xuất kết quả
PL-26: Chọn kết quả hiện thị pressure trong Graphics and Animations
xvi