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了解如何确定 CFD 模型中的相对湿度。

了解相对湿度

大气是干燥空气和水蒸气的混合物，每一种的压力之和等于蒸气压。相对湿度是指空气中的水分量与空气在特定温度下可以容纳的最大水分量之比。它通常以百分比表示。它的范围从 0（干燥空气）到 100%（饱和空气）。下面的表达式显示了蒸气压 （Pv） 和饱和压 （Psat） 之间的关系，饱和压力是饱和空气中水蒸气的分压，

其中 f 是相对湿度。饱和压力可在文献中的不同来源获得。了解相对湿度在各种应用中都至关重要，例如天气预报、HVAC 系统 （Comfort） 和室内空气质量管理。例如，在较低的温度下，空气保持水分的能力降低，导致水更容易凝结并与空气分离。

计算

主要目标是计算 CFD 模型中边界条件所需的水蒸气质量分数。请注意，对于给定的空气温度和相对湿度，存在特定的质量分数。最终，需要在 CFD-Post 中将这些方程创建为表达式，如下一节的视频中所述。请按照以下步骤操作：

• 求饱和压力。虽然书中提供了表格，但在这种情况下，Tetens 方程用于此目的（Monteith， J.L. 和 Unsworth， M.H. 2008。环境物理学原理。第三版美联社，阿姆斯特丹）。压力以帕斯卡为单位。
   
• 由于相对湿度 f 是一个已知值，因此使用上一节中给出的公式来确定蒸气压（或分压，Pp）。接下来，确定您的绝对压力 （Pabs） 并使用以下公式迭代计算混合比 （MR）：

 

• 最后，使用以下方程迭代确定水蒸气的质量分数 （MFw）：

 

 

如何设置您的 CFD 模型

在本演示中，使用 Ansys CFX 对来自两个烟囱的流动进行稳态建模。大气也包括在内，沿 Y 轴的正方向流动，如下图所示。空气和烟囱中的空气都指定了速度、温度和相对湿度。这意味着，该模型处理 Species 传输。

 

流体域和流线（按相对湿度着色）

几何结构是在 Ansys SpaceClaim 中创建的，网格是在 Ansys Meshing 中使用 Workbench 中的四面体单元创建的。流体域的范围是任意选择的，可以相应地进行调整。