OpenFOAM 沉淀/结晶反应求解器

计算科学 流体动力学 计算化学 开放式泡沫
2021-12-13 18:51:27

这个问题可能与这个论坛周围的化学工程师有关。

我正在研究为沉淀反应编写求解器(准确地说是鸟粪石): A+B+C+D <=> E+F A, B, C, D, F - 液体;E - 固体(现在我忽略了“固体”部分,只关注传质)

到目前为止,我一直试图避免使用燃烧热化学库/类(据我所知,它们是高度相互关联且相互依赖的)并编写了一个简单的多物种转移求解器来执行正向反应。

对于质量传输源术语,目前我的选择是在 Fluent 中使用“层流有限速率模型”,尽管 - 我无法在文献中找到这是否适合沉淀反应(如果有人能回答,那么我会非常感激)。

不幸的是,这是我最终的目标,为了推动开发向前(向后转移工作),我需要从化学/热/燃烧库中重写一些类,或者修改反应泡沫,这又是使用提到的libs/classes,我对那里使用的模型并不完全熟悉。

如果有人能给我一些指示,我会很高兴:

a)如何使用现有的燃烧/热/化学库/类进行我的反应,就我对化学的理解而言,它是不燃烧的?

b) 关于此类反应使用什么模型的任何文献指针?

c)如果有人从事类似的工作,也许你可以分享你的想法,什么是解决这类问题的最佳方法?

干杯,

1个回答

如果有人能给我一些指示,我会很高兴:

a)如何使用现有的燃烧/热/化学库/类进行我的反应,就我对化学的理解而言,它是不燃烧的?

最好的选择是使用Cantera,其中包括液相热力学模型。您可能需要自己添加一些功能,但 Cantera 是开源的,而曾是 Cantera 的首席开发人员的 Ray Speth 是一个很棒的人,您可以联系他了解您想要做什么。(免责声明:Ray 是一位老同事。)

您将在其他库中遇到的主要问题是燃烧热和动力学库主要关注气相化学,以及正在考虑的温度和压力(不包括发动机,大多数情况下,少于 10 bar,除了可能的初始瞬态,700-4000 K)理想气体定律是一个很好的近似值。因此,非理想性或虚度系数效应的方式并不多,如果需要,您真的必须破解这些求解器以包含该功能以及活动系数模型。几年前,我的一位同事通过将碳氢化合物视为非常高压的气体来“伪造”碳氢化合物的液相化学,但我认为这不是解决您的问题或一般情况的好方法。这在很大程度上排除了封闭源代码库(例如,CHEMKIN-PRO 及其竞争对手)。它还排除了许多专门关注气相化学的开源库(例如,TChem、PoKiTT)。

b) 关于此类反应使用什么模型的任何文献指针?

它主要取决于特定的化学系统,以及您要实际建模的内容。我认为沉淀的主要困难可能是如果你想了解沉淀物中的颗粒大小,以及固体的实际去向(它是否夹带在液体中并被主流冲走?它只是落到控制音量的底部?)。