COMSOL® 产品库

气液属性模块:计算热力学属性

气体混合物、液体混合物和气液混合物属性建模软件

在建立和运行 CFD、传热和声学仿真时,正确地模拟材料属性至关重要。借助“气液属性模块”,您可以轻松准确地计算密度、黏度、导热系数、热容以及其他随组分、压力和温度变化的各种属性。

气液属性模块支持的建模对象

CFD 仿真相关属性

流体的密度和黏度可能与组分、压力和/或温度相关。获取这些属性的精确值非常重要,其准确性可能会影响设备和工艺的设计。“气液属性模块”为您提供用于计算任意组分的气体混合物的密度和黏度的专业工具。不仅如此,该模块还包含液体溶液(例如水溶液和有机溶剂溶液)的属性模型。对于两相流系统,还提供了一些专用的模型来计算气相和液相的平衡组成随压力和温度的变化情况。

传热仿真相关属性

在流体传热仿真过程中,除了密度和黏度以外,还需要导热系数和热容等属性。例如,在设计气候控制和通风系统时,由于空气的属性与相对湿度、压力和温度有关,因此这些依赖关系对于此类建模和仿真研究的准确性可能至关重要。不仅如此,这也适用于冷却剂,以及不同行业过程中使用的气体和流体。“气液属性模块”包含用于计算导热系数和热容随压力和温度变化的模型,可以计算任意组分的气体混合物和液体混合物的这些属性,这对于传热的精确建模和仿真起着重要的作用。

声学仿真相关属性

压力声波在流体(通常是水或空气)中传播的情况与压力、温度、本体黏度、热容和导热系数相关。在空气中,相对湿度会对这些属性产生影响。这些属性的准确性以及与之相关的压力声学仿真结果的精度取决于上述变量,而所有这些变量都可以通过“气液属性模块”进行计算。

置换通风基准模型,显示了温度(使用热像仪颜色表进行可视化,单位:开尔文)和流线 置换通风基准模型的温度场。空气的密度、黏度和传热属性与温度、压力和湿度相关。“气液属性模块”可以为这些相关性生成精确的函数。
热管模型,其中以热像仪颜色表显示温度,并用彩虹颜色表显示流场。 热管中的温度和流场。该模型结合工作流体的蒸发和冷凝来定义传质和传热问题。
用彩虹颜色表模拟的声校准耦合器模型。 人们常使用压力互易校准法来校准高保真测量麦克风。湿空气的属性与环境压力、温度和相对湿度有关。为了得到准确的结果,我们必须考虑这种相关性。

气液属性模块的特征和功能

热力学属性

“气液属性模块”提供的模型和参数可用于计算以下属性:

  • 反应热
  • 生成热
  • 热容
  • 黏度
  • 密度
  • 导热系数
  • 二元扩散系数
  • 活性和逸度
这个专业模块可以计算液体混合物和气体混合物的这些属性,不仅如此,还可以对以下系统进行平衡计算:气液系统(即闪蒸计算)、气-液-液系统和液-液系统。
氯仿-甲醇相包络线的一维绘图,其中露点用蓝线表示,泡点用绿色点虚线表示。 非理想氯仿/甲醇混合物的相包络线。首先,构建温度-组成图,其中突出显示共沸混合物。然后生成焓-组成图,并绘制等温线。

热力学模型和属性模型

您可以通过“气液属性模块”使用许多不同的热力学模型来计算上面列出的诸多属性。现有的各种模型反映了一个事实:没有一个热力学模型可以描述所有气体和液体,具体选择哪种模型取决于混合物的类型和条件。

液体和气体可以采用以下热力学模型:

  • 理想气体
  • Peng-Robinson
  • Peng-Robinson (Twu)
  • Soave-Redlich-Kwong
  • Soave-Redlich-Kwong (Graboski-Daubert)

对于液体混合物,还可以使用以下热力学模型:

  • Chao-Seader (Grayson-Streed)
  • Wilson
  • NRTL
  • UNIFAC VLE
  • UNIQUAC
  • 正规溶液
  • 扩展的正规溶液
  • 理想溶液

除了使用热力学模型以外,您还可以单独指定模型来计算不同的属性。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了热力学属性设置,其中展开了气体黏度选项,“图形”窗口中显示一个热管模型。 用于定义热力学系统的“设置”窗口允许您为该模块计算的每个属性选择热力学模型和属性模型。

每个公司、每个仿真需求都是独特的。
欢迎联系我们,以帮助您评估 COMSOL Multiphysics® 软件是否能满足您的需求。我们的销售人员能够为您提供实用信息和建议,并根据您的需求选择最佳的许可形式,为您的产品评估过程提供个性化的协助。

您只需单击“联系 COMSOL”按钮,填写并提交相关信息,我们的销售代表将会尽快与您联系。

下一步:
申请软件演示