本文样貌Fluent中挥发-冷凝模子所波及到的基础表面。

注：以下内容来自Fluent Theory Guide。

Fluent中提供了两种模子来有计划波及到挥发-冷凝的多相传质经过。在VOF及Mixture多相流模子中，不错使用Lee模子，在Eulerian模子中，不错使用Lee模子及Thermal Phase Change模子。

Lee模子是一个基于物理基础的力学模子，该模子常用于Mixture模子及VOF模子，要是使用合座界面传热所有模子（不接收双热阻模子）的话，也不错在Eulerian模子中选定。

在Lee模子中，液-汽传质(挥发和凝结)由汽相输运方程竣事：

式中，为汽相；为汽相体积分数；为汽相密度；为汽相速率；，分手为挥发及冷凝的质料传递率，单元kg/s/m3。

如方程中所示，Fluent将冷凝（汽相革新为液相）传质率界说为负值，而将挥发传质率界说为刚巧。

挥发与冷凝的传质率通过弥散温度来盘算。

当时（挥发经过）：

当时（冷凝经过）：

式中，参数coeff为一个调节所有，不错评释为弛豫本领的倒数（单元1/s）。及分手为相体积分数以及密度。能量方程源项不错通过传质率与潜热的乘积盘算获得。

有计划Hertz Knudsen公式，该公式基于平板界面的能源学表面给出了挥发-凝结通量：

通量单元为kg/s/m2。式中，为压力，为温度，为普适气体常数。所有为所谓的调节所有，其示意干预液体名义并被液体名义接管的蒸汽分子的比例。示意蒸汽侧界面处的蒸汽分压。通过克拉珀龙-克劳修斯（Clapeyron-Clausius）方程将弥散条目下的压力与温度关联起来（由蒸汽化学势和液体化学势至极获得的）：

式中，及分手为蒸汽相与液相密度的倒数（单元质料的体积）；为潜热（J/kg）。

字据这个微分抒发式，咱们不错从接近弥散气象的压力变化获得温度变化。

图片

独一与接近弥散条目，诈欺克劳修斯-克拉珀龙方程就可获得以下公式：

诈欺上头的Hertz Knudsen方程不错获得：

式中因子通过调节所有和蒸汽的物理特质来界说，其在均衡条目下近似为1.0。

在Eulerian及Mixture多相流模子中，假设流态是漫衍的。要是假设统统的蒸汽相以气泡形势存在，且气泡具有调换的直径，则界面面积密度（Interfacial area density）可通过下式盘算获得：

式中，为气泡粒径，m。

因此可获得相源项：

与前边的传质率公式进行相比，不错获得调节所有coeff的盘算公式：

这就得出了前边方程中界说的挥发经过的最终抒发式，其不错隐式地算作相守恒方程中的一个源项。

冷凝经过与之近似，此时有计划的是贯穿汽相中的小液滴。

需要正式，关于挥发与冷凝经过，所有coeff表面上应该是不同的，且表面抒发式基于以下几个假设：

气泡直径和调节所有在盘算之前常常王人是未知值，这便是为什么必须对所有coeff进行微调以匹配履行数据的原因。 默许情况下，挥发和凝结的所有王人是0.1。然则，在本色情况中，所有coeff的数目级可能高达1000。

当接收欧拉多相模子及双热阻法（ two-resistance approach）盘算相间传热所有时，热相变模子（thermal phase change model ）可用于挥发-冷凝模拟。

在双热阻法盘算相间换热所有时，液相界面的换热量与汽相侧的换热量可分手通过底下的公式进行盘算 。

式中，及分手为液相与汽相的换热所有；及分手为液相及汽相的焓；及为缩放因子，默许情况下及取值为1；界面温度通过热力学均衡决定，当忽略名义张力对压力的影响时，不错假设，此处为弥散温度。

由于热和质料王人不成储存在相界面上，因此必须骄气合座热均衡：

由上述方程，通过挥发从液体到气相的传质不错示意为：

两相焓值及需要正确盘算，以有计划由于两相之间的潜热以及两相之间的热传递而导致的静焓值的不贯穿性。使用Prakash公式，主流流体的焓从输出相中获得，弥散焓从输入相中获得。

当时（挥发，液相为输出相）：

当时（冷凝，液相为输入相）：

这么能确保传质盘算公式的分母不为零。

潜热可通过下式进行盘算：

不错看出，当存在传质时，和为总相焓，可写成通用形势：

其中，为参考温度；为温度下的圭臬气象焓，每一相的焓抒发形势王人调换。

在热相变模子中，挥发-冷凝传质经过实足由相间传热经过和合座热量均衡竣事，不再需要校准如Lee模子中存在的传质所有，因此，在模拟挥发-冷凝经落伍，一般提议使用欧拉多相流模子，并接收双热阻传热法。