src/thermophysicalModels/liquidMixture/liquidMixture/liquidMixture.H

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  20
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  24
  25 Class
  26     Foam::liquidMixture
  27
  28 Description
  29     A mixture of liquids.
  30
  31     The theory in this class is to a very large extent based on the book:
  32     'The Properties of Gases & Liquids' 4th ed.
  33     by Reid, Prausnitz and Poling
  34
  35     For now it does not do much, since the perfect gas equation is used.
  36
  37     The dictionary constructor searches for the entry @c liquidComponents,
  38     which is a wordList. The liquid properties of each component can either
  39     be contained within a @c liquidProperties sub-dictionary or (for legacy
  40     purposes) can be found directly in the dictionary.
  41     The @c liquidProperties sub-dictionary entry should be used when possible
  42     to avoid conflicts with identically named gas-phase entries.
  43
  44     A simple example of a single-component liquidMixture:
  45     @verbatim
  46         liquidComponents
  47         (
  48             H2O
  49         );
  50
  51         // the gas-phase species
  52         species
  53         (
  54             AIR H2O
  55         );
  56
  57         // thermo values from BurcatCpData
  58         AIR
  59             AIR 1 28.96518      // specie: name/nMoles/MolWt
  60             200 6000 1000       // low/high/common temperature
  61             3.0879272 0.0012459718 -4.2371895e-07 6.7477479e-11 -3.9707697e-15 -995.26275 5.9596093   // 7 upper Temp. coeffs
  62             3.5683962 -0.00067872943 1.5537148e-06 -3.2993706e-12 -4.6639539e-13 -1062.3466 3.7158296 // 7 lower Temp. coeffs
  63             1.4792e-06 116      // sutherlandTransport for AIR (STAR-CD)
  64             ;
  65         H2O
  66             H2O 1 18.01528      // specie: name/nMoles/MolWt
  67             200 6000 1000       // low/high/common temperature
  68             2.6770389 0.0029731816 -7.7376889e-07 9.4433514e-11 -4.2689991e-15 -29885.894 6.88255    // 7 upper Temp. coeffs
  69             4.1986352 -0.0020364017 6.5203416e-06 -5.4879269e-09 1.771968e-12 -30293.726 -0.84900901 // 7 lower Temp. coeffs
  70             1.4792e-06 116      // sutherlandTransport for AIR (STAR-CD)
  71             ;
  72
  73         liquidProperties
  74         {
  75             H2O H2O defaultCoeffs;
  76         }
  77     @endverbatim
  78
  79 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  80
  81 #ifndef liquidMixture_H
  82 #define liquidMixture_H
  83
  84 #include "word.H"
  85 #include "scalarField.H"
  86 #include "PtrList.H"
  87 #include "liquid.H"
  88 #include "autoPtr.H"
  89
  90 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  91
  92 namespace Foam
  93 {
  94
  95 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  96                        Class liquidMixture Declaration
  97 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  98
  99 class liquidMixture
 100 {
 101     // Private data
 102
 103         // maximum reduced temperature
 104         static const scalar TrMax;
 105
 106         //- The names of the liquids
 107         List<word> components_;
 108
 109         //- The liquid properties
 110         PtrList<liquid> properties_;
 111
 112
 113 public:
 114
 115
 116     // Constructors
 117
 118         //- Construct from dictionary
 119         liquidMixture
 120         (
 121             const dictionary&
 122         );
 123
 124
 125     // Selectors
 126
 127         //- Select construct from dictionary
 128         static autoPtr<liquidMixture> New
 129         (
 130             const dictionary&
 131         );
 132
 133
 134     // Member Functions
 135
 136         inline const List<word>& components() const
 137         {
 138             return components_;
 139         }
 140
 141         //- Return the liquid properties
 142         inline const PtrList<liquid>& properties() const
 143         {
 144             return properties_;
 145         }
 146
 147         //- Calculate the critical temperature of mixture
 148         scalar Tc(const scalarField& x) const;
 149
 150         //- Return pseudocritical temperature according to Kay's rule
 151         scalar Tpc(const scalarField& x) const;
 152
 153         //- Return pseudocritical pressure (modified Prausnitz and Gunn)
 154         scalar Ppc(const scalarField& x) const;
 155
 156         //- Return mixture accentric factor
 157         scalar omega(const scalarField& x) const;
 158
 159         //- Return the surface molar fractions
 160         scalarField Xs
 161         (
 162             const scalar p,
 163             const scalar Tg,
 164             const scalar Tl,
 165             const scalarField& xg,
 166             const scalarField& xl
 167         ) const;
 168
 169
 170         //- Calculate the mean molecular weight [kg/kmol]
 171         // from mole fractions
 172         scalar W(const scalarField& x) const;
 173
 174         //- Returns the mass fractions, given mole fractions
 175         scalarField Y(const scalarField& X) const;
 176
 177         //- Returns the mole fractions, given mass fractions
 178         scalarField X(const scalarField& Y) const;
 179
 180         //- Calculate the mixture density [kg/m^3]
 181         scalar rho
 182         (
 183             const scalar p,
 184             const scalar T,
 185             const scalarField& x
 186         ) const;
 187
 188         //- Calculate the mixture vapour pressure [Pa]
 189         scalar pv
 190         (
 191             const scalar p,
 192             const scalar T,
 193             const scalarField& x
 194         ) const;
 195
 196         //- Calculate the mixture latent heat [J/kg]
 197         scalar hl
 198         (
 199             const scalar p,
 200             const scalar T,
 201             const scalarField& x
 202         ) const;
 203
 204         //- Calculate the mixture heat capacity [J/(kg K)]
 205         scalar cp
 206         (
 207             const scalar p,
 208             const scalar T,
 209             const scalarField& x
 210         ) const;
 211
 212         //- Estimate mixture surface tension [N/m]
 213         scalar sigma
 214         (
 215             const scalar p,
 216             const scalar T,
 217             const scalarField& x
 218         ) const;
 219
 220         //- Calculate the mixture viscosity [Pa s]
 221         scalar mu
 222         (
 223             const scalar p,
 224             const scalar T,
 225             const scalarField& x
 226         ) const;
 227
 228         //- Estimate thermal conductivity  [W/(m K)]
 229         // Li's method, Eq. 10-12.27 - 10.12-19
 230         scalar K
 231         (
 232             const scalar p,
 233             const scalar T,
 234             const scalarField& x
 235         ) const;
 236
 237         scalar D
 238         (
 239             const scalar p,
 240             const scalar T,
 241             const scalarField& x
 242         ) const;
 243 };
 244
 245
 246 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 247
 248 } // End namespace Foam
 249
 250 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 251
 252 #endif
 253
 254 // ************************************************************************* //