src/lagrangian/coalCombustion/submodels/surfaceReactionModel/COxidationMurphyShaddix/COxidationMurphyShaddix.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 2011 OpenFOAM Foundation
   6      \\/     M anipulation  |
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of OpenFOAM.
  10
  11     OpenFOAM is free software: you can redistribute it and/or modify it
  12     under the terms of the GNU General Public License as published by
  13     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  14     (at your option) any later version.
  15
  16     OpenFOAM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17     ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  18     FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  19     for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  22     along with OpenFOAM.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 Class
  25     COxidationMurphyShaddix
  26
  27 Description
  28     Limited to C(s) + O2 -> CO2
  29
  30     Loosely based on the reference:
  31         Murphy, J. J., Shaddix, C. R., Combustion kinetics of coal chars
  32         in oxygen-enriched environments, Combustion and Flame 144,
  33         pp710-729, 2006
  34
  35 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  36
  37 #ifndef COxidationMurphyShaddix_H
  38 #define COxidationMurphyShaddix_H
  39
  40 #include "SurfaceReactionModel.H"
  41
  42 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  43
  44 namespace Foam
  45 {
  46
  47 // Forward class declarations
  48 template<class CloudType>
  49 class COxidationMurphyShaddix;
  50
  51 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  52                   Class COxidationMurphyShaddix Declaration
  53 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  54
  55 template<class CloudType>
  56 class COxidationMurphyShaddix
  57 :
  58     public SurfaceReactionModel<CloudType>
  59 {
  60     // Private data
  61
  62         // Model constants
  63
  64             //- Reference diffusion constant
  65             const scalar D0_;
  66
  67             //- Reference density for reference diffusion constant
  68             const scalar rho0_;
  69
  70             //- Reference temperature for reference diffusion constant
  71             const scalar T0_;
  72
  73             //- Exponent for diffusion equation
  74             const scalar Dn_;
  75
  76             //- Kinetic rate coefficient
  77             const scalar A_;
  78
  79             //- Kinetic rate activation energy
  80             const scalar E_;
  81
  82             //- Reaction order
  83             const scalar n_;
  84
  85             //- Effective molecular weight of gaseous volatiles
  86             const scalar WVol_;
  87
  88
  89         // Static constants
  90
  91             //- Maximum number of iterations
  92             static label maxIters_;
  93
  94             //- Tolerance used in inner iterations
  95             static scalar tolerance_;
  96
  97
  98         // Addressing
  99
 100             //- Cs positions in global/local lists
 101             label CsLocalId_;
 102
 103             //- O2 position in global list
 104             label O2GlobalId_;
 105
 106             //- CO2 positions in global list
 107             label CO2GlobalId_;
 108
 109
 110         // Local copies of thermo properties
 111
 112             //- Molecular weight of C [kg/kmol]
 113             scalar WC_;
 114
 115             //- Molecular weight of O2 [kg/kmol]
 116             scalar WO2_;
 117
 118             //- Formation enthalpy for CO2 [J/kg]
 119             scalar HcCO2_;
 120
 121
 122 public:
 123
 124     //- Runtime type information
 125     TypeName("COxidationMurphyShaddix");
 126
 127
 128     // Constructors
 129
 130         //- Construct from dictionary
 131         COxidationMurphyShaddix
 132         (
 133             const dictionary& dict,
 134             CloudType& owner
 135         );
 136
 137         //- Construct copy
 138         COxidationMurphyShaddix
 139         (
 140             const COxidationMurphyShaddix<CloudType>& srm
 141         );
 142
 143         //- Construct and return a clone
 144         virtual autoPtr<SurfaceReactionModel<CloudType> > clone() const
 145         {
 146             return autoPtr<SurfaceReactionModel<CloudType> >
 147             (
 148                 new COxidationMurphyShaddix<CloudType>(*this)
 149             );
 150         }
 151
 152
 153     //- Destructor
 154     virtual ~COxidationMurphyShaddix();
 155
 156
 157     // Member Functions
 158
 159         //- Update surface reactions
 160         virtual scalar calculate
 161         (
 162             const scalar dt,
 163             const label cellI,
 164             const scalar d,
 165             const scalar T,
 166             const scalar Tc,
 167             const scalar pc,
 168             const scalar rhoc,
 169             const scalar mass,
 170             const scalarField& YGas,
 171             const scalarField& YLiquid,
 172             const scalarField& YSolid,
 173             const scalarField& YMixture,
 174             const scalar N,
 175             scalarField& dMassGas,
 176             scalarField& dMassLiquid,
 177             scalarField& dMassSolid,
 178             scalarField& dMassSRCarrier
 179         ) const;
 180 };
 181
 182
 183 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 184
 185 } // End namespace Foam
 186
 187 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 188
 189 #ifdef NoRepository
 190     #include "COxidationMurphyShaddix.C"
 191 #endif
 192
 193 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 194
 195 #endif
 196
 197 // ************************************************************************* //