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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物传热研究领域,具体涉及热辐射作用下聚合物气化鼓泡的方法。
技术介绍
1、高分子聚合物材料具有原料来源充足,成型工艺加工简单,力学、电学、光学性能优异,密度较小,耐腐烛性强等诸多优点,因此在生产和生活领域得到了广泛应用。聚合物熔体在受热会产生气泡,气泡和气泡行为会导致熔体的传热性能发生改变,产生的低导热性的气体将减小鼓泡层的有效导热系数,进而降低火蔓延速率。
2、聚合物气化鼓泡是研究聚合物火灾的重要课题。大多数聚合物的燃烧实验是基于标准的仪器和程序进行的,比如锥形量热计。聚合物熔体鼓泡可能有多种原因,并且气泡对熔体的传热及点燃时间会产生影响,实验无法考虑熔体鼓泡这一机理。
3、因此,以cfd为数值模拟计算平台,得到聚合物在受热过程中表层气化鼓泡的过程,观察气泡生成与分布过程。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种模拟热辐射作用下聚合物气化鼓泡过程的方法。为以后的聚合物气化鼓泡模拟提供参考。
2、为了实现上述目的,本专利技术的实施方案提供了模拟热辐射作用下聚合物气化鼓泡的方法,包括:如下步骤:
3、(1)在design modeler软件中建立聚合物在加热锥下加热气化鼓泡的二维几何模型;
4、(2)对几何模型进行网格划分;
5、(3)设置聚合物气化鼓泡的生成方式;
6、(4)设置边界条件与求解控制参数并对模型进行数值模拟计算;
7、(5)对计算结果进行后处理,得
8、所述几何模型包括空气相、聚合物、加热锥。
9、所述生成网格的方法为四边形结构化网格法,分别对空气网格和聚合物网格进行划分,并对聚合物网格进行加密处理。
10、求解器类型为pressure-based,时间模型为瞬态模型,设置重力大小与方向。
11、操作面板中开启能量方程,设置多相流模型与湍流模型。
12、所述数值模拟方法中辐射模型采用do模型。
13、所述聚合物初始为混合物,包括高分子物质与低分子物质,设置物质参数,初始化各物质体积分数。
14、所述聚合物气化鼓泡方式为聚合物中低沸点固态物质气化为其气态单体,选择evaporation-condensation模型。
15、所述边界条件中温度边界条件采用壁面温度,设置temperature与internalemissivity。
16、所述边界条件中压力边界条件中仅聚合物正上方的进出口设置为压力出口,其余进出口均为压力进口。
17、模拟计算步长设置为50000步,步长为0.001s。
18、本专利技术所述的模拟聚合物气化鼓泡的方法,避免了传统实验方法在研究聚合物气化鼓泡时的局限性、展现气泡生成过程不够直观的问题,使得模拟结果更加接近聚合物气化鼓泡过程,计算结果更加准确。
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1.一种基于CFD模拟热辐射作用下聚合物气化鼓泡过程的方法,其特征在于包括以下步骤
2.根据权利要求1所述的模拟方法,其特征在于:步骤(1)所述几何模型为包括空气相、聚合物、加热锥。
3.根据权利要求1所述的模拟方法,其特征在于:步骤(3)所述聚合物初始为混合物,包括高沸点与低沸点物质。
4.根据权利要求1所述的模拟方法,其特征在于:步骤(3)所述聚合物气化鼓泡方式为聚合物中低沸点固态物质气化为其气态单体。
【技术特征摘要】
1.一种基于cfd模拟热辐射作用下聚合物气化鼓泡过程的方法,其特征在于包括以下步骤
2.根据权利要求1所述的模拟方法,其特征在于:步骤(1)所述几何模型为包括空气相、聚合物、加热锥。
3.根据权利要求...
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