 |
کاهش NOx در یک راکتور یکپارچه
معرفی
این مثال مدل‌سازی فرآیند دقیق کاهش کاتالیزوری انتخابی NO با NH 3 را نشان می‌دهد که هنگام عبور گازهای دودکش از کانال‌های یک راکتور یکپارچه در سیستم اگزوز یک خودروی دیزلی اتفاق می‌افتد. دوز بهینه NH 3 برای به حداقل رساندن انتشار NO، همانطور که در تجزیه و تحلیل سینتیک واکنش NOx یافت می شود ، استفاده می شود.
شکل 1: مبدل های کاتالیزوری سطوح NOx را در گازهای خروجی خروجی از موتورهای احتراق کاهش می دهند.
این برنامه به صورت سه بعدی راه اندازی شده است تا وابستگی کامل به فضای سیستم را آشکار کند.
تعریف مدل
مدل تک کانالی در تجزیه و تحلیل سینتیک واکنش NOx نشان می دهد که دما نقش اصلی را در تأثیر دوز بهینه NH 3 ایفا می کند . از آنجایی که مطمئناً توزیع دما از کانالی به کانال دیگر در یک راکتور یکپارچه کامل متفاوت است، یک مدل راکتور کامل سه بعدی مورد نیاز است.
هندسه مدل
راکتور یکپارچه دارای ساختار مدولار است که از بلوک های کانال واکنش پذیر و دیواره های جامد پشتیبان تشکیل شده است. طول راکتور 0.36 متر و شعاع 0.1 متر است. هر کانال راکتیو دارای سطح مقطع 12.6 میلی متر مربع است و کسر خالی یک بلوک کانال 0.75 است.
شکل 2: شیمی کاهش NO در بلوک های کانال انجام می شود. دیوارهای پشتیبان، هندسه کامل راکتور را در کنار هم نگه می دارند. تقارن دامنه مدل‌سازی را به یک هشتم هندسه کامل راکتور کاهش می‌دهد.
معادلات مدل
مثال حاضر یک رویکرد شبه همگن برای مدل سازی صدها کانال موجود در راکتور یکپارچه دارد. هیچ جرمی بین کانال ها رد و بدل نمی شود، بنابراین هر کانال با معادلات 1 بعدی انتقال جرم توصیف می شود. علاوه بر این، جریان آرام کاملاً توسعه یافته در کانال ها را فرض کنید، به طوری که میدان جریان متوسط با اختلاف فشار در سراسر راکتور متناسب باشد. جریان سیال جرم و انرژی را فقط در جهت کانال منتقل می کند. معادله انرژی دمای گاز واکنش دهنده در کانال ها و همچنین انتقال حرارت رسانا در بخش های جامد ساختار یکپارچه را توصیف می کند. از آنجایی که دما نه تنها بر سینتیک واکنش، بلکه بر چگالی و ویسکوزیته گاز واکنش‌دهنده نیز تأثیر می‌گذارد، معادله انرژی چیزی است که کانال‌ها را در ساختار راکتور به هم متصل می‌کند و این را به یک مدل سه بعدی تبدیل می‌کند.
حمل و نقل انبوه
توازن جرم توصیف کننده انتقال و واکنش در کانال های یکپارچه با معادلات انتشار-همرفت در حالت پایدار ارائه می شود:
(1)
در اینجا D i ضریب انتشار را نشان می دهد (واحد SI: m2 / s)، c i غلظت گونه است (واحد SI: mol/m3 ) ، و u برابر بردار سرعت است (واحد SI: m/s). عبارت Ri (واحد SI: mol/(m3 · s)) مربوط به بیان سرعت گونه است که تابعی از سرعت واکنش و استوکیومتری واکنش است .
انتقال جرم فقط در جهت کانال ها مجاز است، مطابق با جهت محور x در هندسه سه بعدی استفاده شده در این مثال. برای انتقال انتشار، این کار با صفر کردن مولفه های y – و z – ماتریس انتشار انجام می شود. جریان فشار رانده در یکپارچه نیز در جهت محور x تعریف می‌شود و بدین وسیله انتقال جرم همرفتی را به جهت کانال نیز محدود می‌کند. بنابراین، هر کانال یکپارچه مانند یک مدل جریان پلاگین 1 بعدی با انتشار شامل رفتار می کند. این مدل های کانال مجزا از طریق معادلات انتقال حرارت برای یکپارچه راکتور به هم متصل می شوند.
غلظت گونه ها در مرزهای ورودی راکتور تعریف می شود:
در خروجی، از شرط Outflow استفاده کنید:
جریان سیال
جریان گاز واکنش دهنده از طریق یکپارچه با استفاده از رابط قانون دارسی با معادلات حاکم مدل‌سازی می‌شود:
بلوک یکپارچه به عنوان یک ماتریس متخلخل با نفوذپذیری مؤثر κ (واحد SI: m2 ) در نظر گرفته می شود. مشابه نفوذپذیری، مؤلفه‌های y – و z – ماتریس نفوذپذیری روی صفر تنظیم می‌شوند. چگالی ρ (واحد SI: kg/m 3 ) و ویسکوزیته μ (واحد SI: Pa·s) گاز به خوبی توسط خواص وابسته به دما نیتروژن نشان داده می‌شود، تنها در غلظت‌های نسبتاً کوچک. NO و NH 3 وجود دارد.
شرایط فشار در مرزهای ورودی و خروجی راکتور تنظیم می شود.
انتقال حرارت
یک معادله دمایی منفرد که انتقال حرارت را در راکتور یکپارچه متخلخل توصیف می کند می تواند به صورت زیر نوشته شود:
(2)
که ρ f (واحد SI: kg/m 3 ) چگالی سیال است، C pf (واحد SI: J/(kg·K)) ظرفیت حرارتی سیال است، ( ρC p ) eff (واحد SI: J/ (m 3 · K)) ظرفیت گرمایی حجمی مؤثر است و k eff (واحد SI: W/(m·K)) هدایت حرارتی مؤثر است. علاوه بر این، u (واحد SI: m/s) میدان سرعت سیال است که در این مدل در رابط قانون دارسی محاسبه می‌شود. Q (واحد SI: W/m 3 ) منبع گرمایی است که به دلیل واکنش های شیمیایی گرمازا است:
در بالا، H 1 و H 2 (واحد SI: J/(mol·K)) گرمای واکنش هستند.
در حالت ثابت این به معنی است
(3)
رسانایی موثر سیستم جامد-سیال، k eff ، به رسانایی جامد، k s ، و به رسانایی سیال، kf ، با
در اینجا Θ s کسر حجمی ماده جامد را نشان می دهد که با کسر حجمی سیال Θ f (یا تخلخل) مرتبط است:
رابط انتقال حرارت معادله 3 را برای یک دامنه سیال تنظیم می کند. برای دیوارهای نگهدارنده در راکتور، فقط انتقال حرارت از طریق رسانایی اعمال می شود:
که در آن ks (واحد SI: W/ ( m·K)) هدایت حرارتی برای دیوارهای جامد است.
دما در مرز دیواره های ورودی راکتور مشخص می شود:
،و شرط Inflow یعنی
در ورودی هندسه استفاده می شود. Δ H (واحد SI: J/(kg)) آنتالپی معقول است.
در خروجی، از شرط Outflow استفاده کنید:
برای دیواره‌های راکتور، شار حرارتی از طریق مرزها به وسیله داده می‌شود
که در آن h (واحد SI: W/(m2 · K)) ضریب انتقال حرارت را نشان می دهد و T amb (K) برابر با دمای محیط است.
همانطور که گفته شد، دما نه تنها بر سینتیک واکنش بلکه بر چگالی و ویسکوزیته گاز واکنش دهنده نیز تأثیر می گذارد. به این ترتیب معادله انتقال حرارت کانال های موجود در ساختار راکتور را به هم متصل می کند.
خواص ترمودینامیکی و حمل و نقل
داده های ترمودینامیکی دقیق به عنوان ورودی معادلات تعادل انرژی، هم در مدل جریان پلاگین و هم در مدل یکپارچه سه بعدی ( معادله 2 ) مورد نیاز است. علاوه بر خواص ترمودینامیکی، معادلات مدل نیز برای توصیف دقیق مدل راکتور وابسته به فضا، به خواص انتقال نیاز دارند. به عنوان مثال، انتقال جرم ( معادله 1 ) به ضرایب انتشار خاص گونه به عنوان ورودی نیاز دارد.
ویژگی ترمودینامیک تمام خواص لازم برای شبیه سازی را فراهم می کند. مدل‌های مختلفی برای محاسبه خواص حرارتی و انتقالی موجود است (به مدل‌ها و تئوری ترمودینامیکی مراجعه کنید ). ویسکوزیته سیستم بر اساس مدل Brokaw محاسبه می شود . رسانایی گرمایی و انتشار به ترتیب از نظریه جنبشی و فولر-شتلر-گیدینگز محاسبه می شود .
در این مدل برای ساده سازی مسئله، نیتروژن به عنوان حلال مدل می شود. این بدان معنی است که خواص گاز وابسته به ترکیب نیستند. راه دیگری برای افزایش سرعت محاسبات که در این مدل نیز استفاده می شود، استفاده از Generate Material from Thermodynamics است. اطلاعات مربوط به نحوه استفاده کارآمد از ویژگی ترمودینامیک در استفاده از خواص ترمودینامیک موجود است .
نتایج
شکل 3 تبدیل NO را در بلوک های کانال یکپارچه نشان می دهد. سطوح ایزوسطحی در نمودار نشان می دهد که چگونه عملکرد یک کانال به موقعیت آن در راکتور بستگی دارد و به وضوح به ماهیت سه بعدی مشکل اشاره می کند.
شکل 3: سطوح ایزوسطح تبدیل NO را در راکتور نشان می دهد. جریان سیال از چپ به راست.
میانگین تبدیل در خروجی 97٪ است (در شکل 3 دیده نمی شود ، به دستورالعمل های مدل سازی، میانگین سطح، صفحه 25 مراجعه کنید). این مقدار تا حدودی کمتر از تبدیل 99% پیش‌بینی‌شده توسط مدل تک کانالی است (نتایج را از تحلیل سینتیک واکنش NOx ببینید ).
کانال های مجزا، اگرچه جرم را مبادله نمی کنند، از طریق توزیع دما در راکتور به هم متصل می شوند. دما هم بر سرعت جریان گاز واکنش دهنده و هم بر سرعت واکنش تأثیر می گذارد. سطح مقطع دمای راکتور در شکل 4 نشان داده شده است .
شکل 4: توزیع دما در مقاطع راکتور. جریان سیال از چپ به راست.
واکنش‌های گرمازا باعث افزایش دما در بخش‌های مرکزی راکتور می‌شود، در حالی که دما در قسمت‌های بیرونی از طریق اتلاف حرارت به محیط کاهش می‌یابد. حداکثر دمای محاسبه‌شده برای راکتور سه‌بعدی 544 K است (به دستورالعمل‌های مدل‌سازی، حداکثر حجم، صفحه 25 مراجعه کنید)، که حدود 10 K بالاتر از مدل تک کاناله است. اثر هدایت حرارتی نسبتاً بالای دیوارهای نگهدارنده به وضوح قابل مشاهده است.
همانطور که از تجزیه و تحلیل جنبشی اولیه در تجزیه و تحلیل سینتیک واکنش NOx مشاهده می شود، دماهای بالا اثر مضری بر گزینش پذیری دارند و منجر به اکسید شدن آمونیاک به جای مصرف در واکنش کاهنده NO مورد نظر می شود. ارتباط بین دما و گزینش پذیری در نمودار نهایی در شکل 5 به وضوح دیده می شود، جایی که S و T هر دو نشان داده شده اند. در اینجا از تقارن برای تجسم ساختار یکپارچه کامل استفاده می شود.
شکل 5: گزینش پذیری (سمت چپ ترین افسانه رنگ) و دما در برش ها در سراسر راکتور یکپارچه. جریان سیال از چپ به راست.
شکل 5 نشان می‌دهد که کانال‌ها در ناحیه نسبتا سرد نزدیک سطح بیرونی راکتور گزینش پذیری بالایی را در سرتاسر نشان می‌دهند، در حالی که کانال‌های منطقه نزدیک به مرکز، کاهش گزینش را نسبتاً سریع مشاهده می‌کنند. این واقعیت که r 1 / r 2 در کل راکتور بزرگتر از 1 است به این معنی است که واکنش کاهشی مورد نظر مطلوب است. گنجاندن میدان سرعت دارسی به نشان دادن جهت جریان از طریق راکتور کمک می کند.
منابع
1. G. Schaub، D. Unruh، J. Wang، و T. Turek، “تجزیه و تحلیل جنبشی کاهش انتخابی کاتالیستی NOx (SCR) در یک فیلتر کاتالیزوری،” Chem.Eng. و پردازش ، جلد. 42، شماره 5، صص 365-371، 2003.
مسیر کتابخانه برنامه: ماژول_مهندسی_واکنش_شیمیایی/آموزش/مونولیت_3d
توجه: این مدل در جزوه مقدمه ماژول مهندسی واکنش شیمیایی موجود است .
دستورالعمل های مدل سازی
کتابخانه های کاربردی
1 | از منوی File ، Application Libraries را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Application Libraries ، Chemical Reaction Engineering Module>Tutorials>monolith_kinetics را در درخت انتخاب کنید. |
3 |  روی Open کلیک کنید . |
با تغییر نسبت مولی NH 3 :NO، X0، به مقدار بهینه یافت شده در بررسی سینتیک واکنش شروع کنید. با افزودن تنظیمات هندسه مدل به جدول ادامه دهید.
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
X0 | 1.35 | 1.35 | نسبت NH3 به NO در ورودی |
توسط | 0.75 | 0.75 | کسر حجمی فاز گاز |
d_N2_in | 0.65 [kg/m^3] | 0.65 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی نیتروژن در T_in |
A_in | 3359.9 [mm^2] | 0.0033599 متر مربع | سطح مقطع ورودی |
M0_in | v_av*por*A_in*d_N2_in | 4.9139E-4 کیلوگرم بر ثانیه | ورودی جریان جرمی |
جزء 1 (COMP1)
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1) را گسترش دهید .
مهندسی واکنش (دوباره)
برای ساده کردن مسئله محاسبه خواص انتقال، از اینجا به بعد نیتروژن به حلال تنظیم می شود.
گونه: N2
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)> Reaction Engineering (re) را گسترش دهید ، سپس روی Species: N2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گونه ها ، بخش Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، حلال را انتخاب کنید . |
در مرحله بعدی مثال، شما آماده می شوید تا یک مدل سه بعدی از راکتور یکپارچه، شامل انتقال جرم و واکنش، انتقال حرارت و جریان سیال را تنظیم کنید.
مدل 1 وابسته به فضا را ایجاد کنید
ویژگی Generate Space-Dependent Model یک پیوند بین مدل کانال جریان برق و مدل یکپارچه کامل سه بعدی ایجاد می کند. این به شما امکان می دهد سینتیک واکنش، ترمودینامیک و خواص انتقال تنظیم شده در ویژگی مهندسی واکنش را به رابط های فیزیک که سیستم های وابسته به فضا و زمان را توصیف می کنند، منتقل کنید.
1 | در نوار ابزار Reaction Engineering ، روی  Generate Space-Dependent Model کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Generate Space-Dependent Model ، بخش Physics Interfaces را پیدا کنید . |
3 | زیربخش حمل و نقل گونه های شیمیایی را پیدا کنید . از لیست، گزینه Transport of Diluted Species in Porous Media: New را انتخاب کنید . |
4 | زیربخش جریان سیال را پیدا کنید . از لیست، قانون دارسی : جدید را انتخاب کنید . |
5 | زیربخش انتقال حرارت را پیدا کنید . از لیست، انتقال حرارت در رسانه متخلخل : جدید را انتخاب کنید . |
6 | بخش Space-Dependent Model Generation را پیدا کنید . روی Create/Refresh کلیک کنید . |
مدل سه بعدی
1 | در پنجره Model Builder ، روی Component 2 (comp2) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای کامپوننت ، 3D Model را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
تعاریف (COMP2)
متغیرها 2
1 | در پنجره Model Builder ، گره 3D Model (comp2) را گسترش دهید . |
2 | روی 3D Model (comp2)>Definitions کلیک راست کرده و Variables را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
اس | chem.r_1/chem.r_2 | گزینش پذیری | |
آ | a0*exp(-E0/(R_const*chem.T)) | m³/mol | اصلاح غلظت |
هندسه 1 (3 بعدی)
اکنون یک فایل با هندسه راکتور وارد کنید. تقارن دامنه مدل‌سازی را به یک هشتم یکپارچه کامل کاهش می‌دهد.
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی Insert Sequence کلیک کنید و Insert Sequence را انتخاب کنید . |
2 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل monolith_3d_geom_sequence.mph دوبار کلیک کنید . |
3 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
خواص حمل و نقل باید برای مدل سه بعدی وابسته به فضا محاسبه شود. با فرض نیتروژن به عنوان حلال، یک گره ماده از ترمودینامیک تولید کنید .
سیستم گاز 1 (pp1)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Global Definitions> Thermodynamics را گسترش دهید . |
2 | روی Global Definitions>Thermodynamics>Gas System 1 (pp1) کلیک راست کرده و Generate Material را انتخاب کنید . |
فاز را انتخاب کنید
1 | به پنجره Select Phase بروید . |
2 | در نوار ابزار پنجره روی Next کلیک کنید . |
گونه ها را انتخاب کنید
1 | به پنجره Select Species بروید . |
2 |  روی افزودن همه کلیک کنید . |
3 | زیربخش ترکیب مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
گونه ها | کسر مول |
آمونیاک | 0 |
نیتروژن | 1 |
اکسید نیتروژن | 0 |
اکسیژن | 0 |
اب | 0 |
4 | روی دکمه Mass fraction کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار پنجره روی Next کلیک کنید . |
PROPERTIES را انتخاب کنید
1 | به پنجره Select Properties بروید . |
2 | در لیست، ضریب انتشار در رقت بی نهایت (m^2/s) را انتخاب کنید . |
3 |  روی افزودن انتخاب شده کلیک کنید . |
4 | زیربخش حلال را انتخاب کنید . از لیست حلال انتخاب ، نیتروژن را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار پنجره روی Next کلیک کنید . |
متریال را تعریف کنید
1 | به پنجره Define Material بروید . |
مواد را به گره جهانی Materials اضافه کنید. این برای استفاده از آن در مواد متخلخل مورد نیاز است. علاوه بر این، توابع درون یابی برای خواص مواد ایجاد کنید. این ارزیابی سریعتر اموال را فراهم می کند.
2 | از لیست Component ، Global را انتخاب کنید . |
3 | از لیست نوع تابع ، Interpolation را انتخاب کنید . |
4 | در ردیف دما ، High را روی 673 تنظیم کنید . |
5 | روی Finish در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
گاز: نیتروژن
1 | در پنجره Model Builder ، گره Global Definitions>Materials را گسترش دهید ، سپس روی گاز: ammonia(0)-nitrogen(1)-nitrogen oxide(0)-oxygen(0)-water(0) 1 (pp1mat1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، گاز: نیتروژن را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
جامد: مواد یکپارچه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Material 1 (mat1) را گسترش دهید ، سپس روی Basic (def) کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Basic ، قسمت Output Properties را پیدا کنید . |
4 |  روی Select Quantity کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای Physical Quantity ، چگالی را در قسمت متن تایپ کنید. |
6 |  روی Filter کلیک کنید . |
7 | در درخت، General>Density (kg/m^3) را انتخاب کنید . |
8 | روی OK کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات برای Basic ، قسمت Output Properties را پیدا کنید . |
10 |  روی Select Quantity کلیک کنید . |
11 | در کادر محاوره‌ای Physical Quantity ، گرما ظرفیت را در قسمت متن تایپ کنید. |
12 |  روی Filter کلیک کنید . |
13 | در درخت، Transport>Hat ظرفیت در فشار ثابت (J/(kg*K)) را انتخاب کنید . |
14 | روی OK کلیک کنید . |
15 | در پنجره تنظیمات برای Basic ، قسمت Output Properties را پیدا کنید . |
16 |  روی Select Quantity کلیک کنید . |
17 | در کادر محاوره‌ای Physical Quantity ، رسانایی حرارتی را در قسمت متن تایپ کنید. |
18 |  روی Filter کلیک کنید . |
19 | در درخت، حمل و نقل> هدایت حرارتی (W/(m*K)) را انتخاب کنید . |
20 | روی OK کلیک کنید . |
21 | در پنجره تنظیمات برای Basic ، قسمت Output Properties را پیدا کنید . |
22 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | اصطلاح | واحد | اندازه |
تراکم | rho | 2970 [kg/m^3] | کیلوگرم بر متر مکعب | 1×1 |
ظرفیت گرمایی در فشار ثابت | Cp | 975 [J/kg/K] | J/(kg·K) | 1×1 |
رسانایی گرمایی | k_iso ; kii = k_iso، kij = 0 | 35 [W/m/K] | W/(m·K) | 3×3 |
23 | در پنجره Model Builder ، روی Material 1 (mat1) کلیک راست کرده و Rename را انتخاب کنید . |
24 | در کادر محاوره‌ای Rename Material ، Solid: Monolith Material را در قسمت متن برچسب جدید تایپ کنید . |
25 | روی OK کلیک کنید . |
اکنون یک ماده متخلخل را برای استفاده در کانال های یکپارچه اضافه کنید.
مواد
مواد متخلخل 1 (pmat1)
1 | در نوار ابزار Materials ، روی  More Materials کلیک کنید و Local>Porous Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد متخلخل ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از فهرست انتخاب ، بلوک‌های کانال را انتخاب کنید . |
مایع 1 (pmat1.fluid1)
روی Porous Material 1 (pmat1) کلیک راست کرده و Fluid را انتخاب کنید .
توجه داشته باشید که مواد نیتروژن جهانی توسط این گره استفاده می شود.
جامد 1 (pmat1.solid1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Porous Material 1 (pmat1) کلیک راست کرده و Solid را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid ، بخش Solid Properties را پیدا کنید . |
3 | از لیست Material ، Solid: Monolith Material (mat1) را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن θ s ، 1-por را تایپ کنید . |
یک ماده برای دیوارهای یکپارچه با پیوند دادن به متریال یکپارچه جهانی اضافه کنید.
دیوارها
1 | در نوار ابزار Materials ، روی  More Materials کلیک کنید و Local>Material Link را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پیوند مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوارهای پشتیبان را انتخاب کنید . |
4 | قسمت تنظیمات پیوند را پیدا کنید . از لیست Material ، Solid: Monolith Material (mat1) را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت Label text، Walls را تایپ کنید . |
در مرحله بعدی فرآیند مدل‌سازی، رابط‌های فیزیکی را تنظیم می‌کنید که انتقال جرم، انتقال حرارت و جریان سیال را در راکتور یکپارچه توصیف می‌کند.
حمل و نقل گونه های رقیق شده در محیط های متخلخل (TDS)
1 | در پنجره Model Builder ، در مدل 3D (comp2) روی Transport of Diluted Species in Porous Media (tds) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتقال گونه های رقیق شده در رسانه متخلخل ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از فهرست انتخاب ، بلوک‌های کانال را انتخاب کنید . |
متخلخل متوسط 1
در پنجره Model Builder ، گره Transport of Diluted Species in Porous Media (tds) را گسترش دهید .
مایع 1
مدل انتقال جرم برای کانال‌های یکپارچه فرض می‌کند که فقط انتقال جرم انتشاری در جهت محوری راکتور، در اینجا در امتداد محور x وجود دارد . این را می توان با تعیین میزان انتشار فقط در اولین عنصر ماتریس انتشار مورب انجام داد. این کار به روش زیر انجام می شود:
1 | در پنجره Model Builder ، گره Porous Medium 1 را گسترش دهید ، سپس روی Fluid 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Fluid ، بخش Diffusion را پیدا کنید . |
3 | از لیست Source ، Material را انتخاب کنید . |
برای هر گونه، برای ضریب انتشار سیال، از ایزوتروپیک به قطری تغییر دهید.
4 | از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
5 | در جدول D F,cH2O تنظیمات زیر را وارد کنید: |
pp1mat1.df4.D11 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
6 | از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
7 | در جدول D F,cNH3 تنظیمات زیر را وارد کنید: |
pp1mat1.df1.D11 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
8 | از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
9 | در جدول D F,cNO تنظیمات زیر را وارد کنید: |
pp1mat1.df2.D11 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
10 | از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
11 | در جدول D F,cO2 تنظیمات زیر را وارد کنید: |
pp1mat1.df3.D11 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
12 | از لیست مدل نفوذ موثر ، بدون اصلاح را انتخاب کنید . |
عبارات وارد شده توسط جادوگر Generate Material تنظیم شده است و می توان آنها را در زیر گره Global Definitions>Materials>Gas: Nitrogen (pp1mat1) یافت. D11 مولفه xx را در ماتریس انتشار نشان می دهد.
ماتریس متخلخل 1
تخلخل به طور پیش فرض از مواد متخلخل تعریف شده است.
این مدل به دلیل سینتیک واکنش بسیار غیرخطی است. در این مورد، برای حل تمام فیزیک به طور همزمان، شروع از یک سیستم بدون واکنش منجر به شبیه سازی قوی تر می شود. برای رسیدن به این هدف، غلظت اولیه را صفر کنید.
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش 3D Model (comp2)>Transport of Diluted Species in Porous Media (tds) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی cH 2 O ، 0 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متنی cNH 3 ، 0 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن cNO عدد 0 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متنی cO 2 عدد 0 را تایپ کنید . |
ویژگی‌هایی که نرخ واکنش و غلظت ورودی را تعریف می‌کنند نیز در طول فرآیند تولید مدل تنظیم شده‌اند. تعاریف با شرایط راکتور مشخص شده برای مدل کانال جریان برق مطابقت دارد. مطمئن شوید که ویژگی های ورودی و خروجی به دامنه ها و مرزهای مناسب در راکتور سه بعدی اختصاص داده شده است.
جریان 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Inflow 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
خروجی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Outflow 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خروجی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
انتقال حرارت در محیط متخلخل 1 (HT)
بعد، رابط انتقال حرارت را تنظیم کنید .
مایع 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Porous Medium 1 را گسترش دهید ، سپس روی Fluid 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای سیال ، بخش رسانایی گرما ، سیال را پیدا کنید . |
3 | از لیست k f ، از مواد را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Thermodynamics, Fluid را پیدا کنید . از لیست ρ f ، از مواد را انتخاب کنید . |
5 | از لیست C p ,f ، از مواد را انتخاب کنید . |
6 | از لیست γ ، از مواد را انتخاب کنید . |
توجه داشته باشید که خواص سیال اکنون توسط گره مربوطه از ماده متخلخل تعریف می شود .
ماتریس متخلخل 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Porous Matrix 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ماتریس متخلخل ، بخش ویژگی های ماتریس را پیدا کنید . |
3 | از لیست تعریف ، خواص فاز جامد را انتخاب کنید . |
4 | بخش هدایت حرارتی ، ماتریس متخلخل را پیدا کنید . از لیست ks ، User defined را انتخاب کنید . از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
تعیین عناصر هدایت حرارتی مورب به شما امکان می دهد انتقال حرارت رسانای ناهمسانگرد را در بلوک های کانال نشان دهید.
5 | در جدول k s تنظیمات زیر را وارد کنید: |
0.13 [W/m/K] | 0 | 0 |
0 | 0.25 [W/m/K] | 0 |
0 | 0 | 0.25 [W/m/K] |
توجه داشته باشید که جدا از رسانایی، خواص ماتریس اکنون توسط گره جامد اضافه شده به ماده متخلخل تعریف می شود .
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت 3D Model (comp2)>Heat Transfer in Porous Media 1 (ht) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ، T_in را تایپ کنید . |
منبع حرارت 1
منبع گرما را به شیمی گرمازا درون بلوک های کانال مرتبط کنید . توجه داشته باشید که ویژگی و عباراتی که منبع گرما را توصیف می‌کنند توسط ویژگی Generate Space-Dependent Model تولید می‌شوند که مدل سه بعدی یکپارچه را به مدل جریان برق متصل می‌کند.
1 | در پنجره Model Builder ، روی منبع حرارت 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای منبع گرما ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از فهرست انتخاب ، بلوک‌های کانال را انتخاب کنید . |
دما 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Temperature 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دما ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوارهای ورودی را انتخاب کنید . |
خروجی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Outflow 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خروجی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
جامد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Solid را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Solid ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوارهای پشتیبان را انتخاب کنید . |
شار حرارتی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Heat Flux را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شار گرما ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، سطح راکتور را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Heat Flux را پیدا کنید . از لیست نوع شار ، شار حرارتی همرفتی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h ، 10[W/(m^2*K)] را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن T ، T_amb را تایپ کنید . |
شار حرارتی 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Heat Flux را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شار گرما ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوارهای خروجی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Heat Flux را پیدا کنید . از لیست نوع شار ، شار حرارتی همرفتی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن h ، 1 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن T ، T_amb را تایپ کنید . |
تقارن 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تقارن ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Symmetry را انتخاب کنید . |
جریان 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Inflow را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Inflow ، بخش Upstream Properties را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن T ustr ، T_in را تایپ کنید . |
4 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
قانون دارسی 1 (DL)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت 3D Model (comp2) روی قانون دارسی 1 (dl) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قانون دارسی ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از فهرست انتخاب ، بلوک‌های کانال را انتخاب کنید . |
4 | در پنجره Model Builder ، گره Darcy’s Law 1 (dl) را گسترش دهید . |
ماتریس متخلخل 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره 3D Model (comp2)> Darcy’s Law 1 (dl)> Porous Medium 1 را گسترش دهید ، سپس روی Porous Matrix 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ماتریس متخلخل ، بخش ویژگی های ماتریس را پیدا کنید . |
3 | از لیست κ ، User defined را انتخاب کنید . از لیست، مورب را انتخاب کنید . |
4 | در جدول κ تنظیمات زیر را وارد کنید: |
3.3e-7[m^2] | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 0 |
ورودی 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت 3D Model (comp2)> Darcy’s Law 1 (dl) بر روی Inlet 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ورودی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، ورودی را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Boundary Condition را پیدا کنید . از لیست شرط مرزی ، جریان جرمی را انتخاب کنید . |
5 | بخش Mass Flow را پیدا کنید . در قسمت متنی M 0 ، M0_in را تایپ کنید . |
خروجی 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Outlet 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Outlet ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Boundary Condition را پیدا کنید . از لیست شرط مرزی ، فشار را انتخاب کنید . |
این تنظیم معادلات مدل را تکمیل می کند که جریان واکنش و انتقال حرارت را در یکپارچه توصیف می کند. قبل از حل مسئله، هندسه باید مشبک شود.
مش 1
ابتدا یک مش مثلثی آزاد در ورودی راکتور ایجاد کنید و سپس با جارو کردن در جهت محوری راکتور، مش را کامل کنید.
مثلثی رایگان 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، انتهای ورودی را انتخاب کنید . |
سایز 1
1 | روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوارهای ورودی را انتخاب کنید . |
4 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
5 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
6 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 2.2 را تایپ کنید . |
7 | تیک گزینه Resolution of narrow regions را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 0.85 را تایپ کنید . |
8 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
سایز ۲
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح موجودیت هندسی ، Edge را انتخاب کنید . |
4 | فقط لبه های 5 و 17 را انتخاب کنید. |
5 | بخش اندازه عنصر را پیدا کنید . روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
7 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 5 را تایپ کنید . |
8 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
جارو 1
در نوار ابزار Mesh ، روی 
Swept کلیک کنید .
Swept کلیک کنید .توزیع 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی Number of Elements عدد 50 را تایپ کنید . |
4 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
این دستورالعمل ها را برای ایجاد شکل 3 تا شکل 5 دنبال کنید .
نتایج
برای ایجاد شکل 3 این دستورالعمل ها را دنبال کنید .
تبدیل مدل سه بعدی
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح سه بعدی ، Conversion 3D Model را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، سمت چپ را انتخاب کنید . |
ایزورفیس 1
1 | روی Conversion 3D Model کلیک راست کرده و Isosurface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Isosurface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، (F_NO_in/vrate-cNO)/(F_NO_in/vrate) را تایپ کنید . |
4 | قسمت Levels را پیدا کنید . در فیلد متنی مجموع سطوح ، 20 را تایپ کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار Conversion 3D Model ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای ایجاد شکل 4 این دستورالعمل ها را دنبال کنید .
مدل سه بعدی دما
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات گروه طرح سه بعدی ، Temperature 3D Model را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . تیک Show units را انتخاب کنید . |
4 | از لیست موقعیت ، سمت چپ را انتخاب کنید . |
برش 1
1 | روی Temperature 3D Model کلیک راست کرده و Slice را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، T را تایپ کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . در قسمت متن Planes ، 10 را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
6 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Temperature 3D Model ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای رسم ساختار یکپارچه کامل که در شکل 5 مشاهده می شود ، مراحل زیر را کامل کنید.
یکپارچه
1 | در نوار ابزار Results ، روی  More Datasets کلیک کنید و Sector 3D را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Sector 3D ، Monolith را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Axis Data را پیدا کنید . در ردیف 2 ، X را روی 1 تنظیم کنید . |
4 | در ردیف 2 ، Z را روی 0 تنظیم کنید . |
5 | قسمت Symmetry را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of Sectors ، 8 را تایپ کنید . |
6 | از فهرست بخش‌های شامل ، دستی را انتخاب کنید . |
7 | از لیست Transformation ، چرخش و بازتاب را انتخاب کنید . |
8 | زیربخش جهت شعاعی صفحه بازتاب را پیدا کنید . در قسمت متن X ، 0 را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن Z ، 1 را تایپ کنید . |
10 | برای گسترش بخش Advanced کلیک کنید . تیک Define variables را انتخاب کنید . |
بخش دما
1 | روی Monolith کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش سه بعدی ، بخش دما را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Symmetry را پیدا کنید . در قسمت متن بخش Start ، 2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت تعداد بخش هایی که شامل متن می شوند، 1 را تایپ کنید . |
نمای یکپارچه
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  3D Plot Group کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، نمای Monolith را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، Monolith را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
5 | قسمت Color Legend را پیدا کنید . تیک Show units را انتخاب کنید . |
گزینش پذیری
1 | روی Monolith view کلیک راست کرده و Slice را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، Selectivity را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text، S را تایپ کنید . |
4 | چک باکس Description را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
6 |  روی Range کلیک کنید . |
7 | در کادر محاوره‌ای Range ، تعداد مقادیر را از لیست روش ورود انتخاب کنید . |
8 | در قسمت متن شروع ، 0 را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن Stop ، L را تایپ کنید . |
10 | در قسمت متنی Number of values عدد 5 را تایپ کنید . |
11 | روی Replace کلیک کنید . |
12 | در نوار ابزار Monolith view ، روی  Plot کلیک کنید . |
درجه حرارت
1 | روی Selectivity کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، Temperature را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Dataset ، بخش دما را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Expression را پیدا کنید . در قسمت Expression text، T را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن توضیحات ، Temperature را تایپ کنید . |
6 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید .  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
7 | در کادر محاوره ای Color Table ، Thermal>HeatCameraLight را در درخت انتخاب کنید. |
8 | روی OK کلیک کنید . |
گزینش پذیری
1 | در پنجره Model Builder ، روی Selectivity کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Slice ، روی قسمت Quality کلیک کنید . |
3 | از لیست صاف کردن ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
فیلتر 1
1 | روی Selectivity کلیک راست کرده و Filter را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلتر ، قسمت انتخاب عنصر را پیدا کنید . |
3 | در قسمت عبارت Logical for inclusion متن، sec1number!=2 را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار Monolith view ، روی  Plot کلیک کنید . |
برش هواپیما 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، بر روی  Cut Plane کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Cut Plane ، قسمت Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، Monolith را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست هواپیما ، YX-planes را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن مختصات Z ، 2 را تایپ کنید . |
6 |  روی Plot کلیک کنید . |
سطح پیکان 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Monolith view کلیک راست کرده و Arrow Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Arrow Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست Dataset ، Cut Plane 1 را انتخاب کنید . |
4 | روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، 3D Model (comp2)>Darcy’s Law 1>Velocity and Press>dl.u,dl.v,dl.w – فیلد سرعت دارسی را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست نوع پیکان ، مخروط را انتخاب کنید . |
6 | چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 80 را تایپ کنید . |
7 | در نوار ابزار Monolith view ، روی  Plot کلیک کنید . |
نمای یکپارچه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Monolith view کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، قسمت عنوان را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Go to Default View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مرحله نهایی استخراج مقادیر برای تبدیل میانگین خروجی و همچنین بالاترین دمای بدست آمده در راکتور است.
میانگین سطح 1
1 | در نوار ابزار Results ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Average>Surface Average را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای میانگین سطح ، قسمت Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Outlet را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Expressions را پیدا کنید .  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
5 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
(F_NO_in/vrate-chem.c_NO)/(F_NO_in/vrate) | 1 | تبدیل |
6 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
حجم حداکثر 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Maximum>Volume Maximum را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حجم حداکثر ، بخش Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
4 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
ضمیمه – دستورالعمل های مدل سازی هندسه
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Blank Model کلیک کنید .
Blank Model کلیک کنید .افزودن کامپوننت
در نوار ابزار Home ، روی Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .
Add Component کلیک کنید و 3D را انتخاب کنید .هندسه 1
1 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
2 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 360 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text عبارت 32.75 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 32.75 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، 1 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، 1 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 | از لیست اشیاء ورودی ، بلوک 1 را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Size را پیدا کنید . در قسمت متنی اندازه y ، 3 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن z اندازه 2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن y ، 34.75 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، 34.75 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید . |
3 | از لیست هواپیما ، yz-plane را انتخاب کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius عدد 400 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت نوشتار زاویه بخش ، 45 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن Radius عدد 100 را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (میلی متر) |
لایه 1 | 2 |
اکسترود 1 (ext1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Work Plane 1 (wp1) کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
فاصله ها (میلی متر) |
360 |
اشیاء پارتیشن 1 (par1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Partition Objects را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی ext1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای اشیاء پارتیشن ، قسمت اشیاء پارتیشن را پیدا کنید . |
4 | از فهرست اشیاء ابزار ، آرایه 1 را انتخاب کنید . |
دامنه های ترکیبی 1 (cmd1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و Form Composite Domains را انتخاب کنید . |
2 | در باله شی ، فقط دامنه‌های 1، 5 و 8-11 را انتخاب کنید. |
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
دیوارهای نگهدارنده
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، دیوارهای پشتیبانی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | در شی cmd1 ، فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
بلوک های کانال
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، کانال بلوک‌ها را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | در شیء cmd1 ، فقط دامنه‌های 2-6 را انتخاب کنید. |
ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، ورودی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | روی شی cmd1 فقط مرزهای 4، 9، 13، 19 و 23 را انتخاب کنید. |
پریز
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Outlet را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 |  روی دکمه Wireframe Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
5 | در شی cmd1 ، فقط Boundaries 30-34 را انتخاب کنید. |
تقارن
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Symmetry را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی cmd1 ، فقط مرزهای 2، 3، 6، 8، 15 و 18 را انتخاب کنید. |
دیوارهای ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، دیوارهای ورودی را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی cmd1 ، فقط مرز 1 را انتخاب کنید. |
دیوارهای خروجی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Outlet walls را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی cmd1 ، فقط مرز 29 را انتخاب کنید. |
سطح راکتور
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Explicit Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب صریح ، Reactor surface را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Entities to Select را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | در شی cmd1 ، فقط مرز 27 را انتخاب کنید. |
انتهای ورودی
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Selections کلیک کنید و Union Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب اتحادیه ، Inlet end را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Geometric Entity Level را پیدا کنید . از لیست Level ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Input Entities را پیدا کنید .  روی افزودن کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها برای افزودن ، دیوارهای ورودی و ورودی را انتخاب کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
