Aggiornamenti del Chemical Reaction Engineering Module

Agli utenti del Chemical Reaction Engineering Module, COMSOL Multiphysics® versione 5.2a offre la nuova interfaccia multifisica Reacting Flow per accoppiare la fluidodinamica e le reazioni in gas e liquidi, oltre a funzionalità per modellare le reazioni superficiali delle specie nella funzione Reactive Pellet Bed e per esportare la cinetica di reazione superficiale nell'interfaccia Reaction Engineering. Gli aggiornamenti del Reaction Engineering Module sono descritti nei dettagli qui di seguito.

Nuova funzionalità per la funzione Reactive Pellet Bed: Surface Reactions

La funzione Reactive Pellet Bed consente ora di modellare le reazioni delle specie superficiali mediante la nuova funzionalità Surface Reactions. Disponibile nelle interfacce Transport of Diluted Species e Transport of Diluted Species in Porous Media, le specie superficiali sono considerate adsorbite (immobili) sulle pareti dei pori all'interno di pellet porosi. È possibile modellare un numero indefinito di specie superficiali e le reazioni corrispondenti.

La concentrazione superficiale all'interno di particelle porose forma un letto catalitico (concentrazione sulla superficie dei pori all'interno del pellet), simulata utilizzando la funzione Reactive Pellet Bed. Una specie di massa viene trasportata oltre e attraverso particelle catalitiche porose. La specie reagisce in corrispondenza dell'interfaccia liquido-matrice all'interno dei pellet che formano la particella. Sono mostrate la velocità del fluido di massa e la concentrazione di superficie. La concentrazione di superficie media risultante nella particella porosa è mostrata insieme alla concentrazione all'interno di un singolo pellet in una posizione particolare e in tre momenti diversi. La concentrazione superficiale all'interno di particelle porose forma un letto catalitico (concentrazione sulla superficie dei pori all'interno del pellet), simulata utilizzando la funzione Reactive Pellet Bed. Una specie di massa viene trasportata oltre e attraverso particelle catalitiche porose. La specie reagisce in corrispondenza dell'interfaccia liquido-matrice all'interno dei pellet che formano la particella. Sono mostrate la velocità del fluido di massa e la concentrazione di superficie. La concentrazione di superficie media risultante nella particella porosa è mostrata insieme alla concentrazione all'interno di un singolo pellet in una posizione particolare e in tre momenti diversi.
La concentrazione superficiale all'interno di particelle porose forma un letto catalitico (concentrazione sulla superficie dei pori all'interno del pellet), simulata utilizzando la funzione Reactive Pellet Bed. Una specie di massa viene trasportata oltre e attraverso particelle catalitiche porose. La specie reagisce in corrispondenza dell'interfaccia liquido-matrice all'interno dei pellet che formano la particella. Sono mostrate la velocità del fluido di massa e la concentrazione di superficie. La concentrazione di superficie media risultante nella particella porosa è mostrata insieme alla concentrazione all'interno di un singolo pellet in una posizione particolare e in tre momenti diversi.

Nuova funzionalità in Reaction Engineering: Export Surface Reactions

È ora possibile esportare la cinetica di reazione superficiale, definita nell'interfaccia Reaction Engineering, in un modello spazio-dipendente dove le reazioni superficiali si verificano all'interno di pellet porosi. La funzione Generate Space-Dependent Model esporta la cinetica di reazione e definisce automaticamente le proprietà del materiale in una funzione Reactive Pellet Bed.

Le reazioni superficiali vengono esportate in una funzione Reactive Pellet Bed utilizzando la funzione Generate Space-Dependent Model nell'interfaccia Reaction Engineering.

Le reazioni superficiali vengono esportate in una funzione Reactive Pellet Bed utilizzando la funzione Generate Space-Dependent Model nell'interfaccia Reaction Engineering.

Le reazioni superficiali vengono esportate in una funzione Reactive Pellet Bed utilizzando la funzione Generate Space-Dependent Model nell'interfaccia Reaction Engineering.

Nuova interfaccia di multifisica Reacting Flow

Per migliorare lo studio della fluidodinamica e delle reazioni in gas e liquidi, la nuova interfaccia multifisica Reacting Flow combina le interfacce Single-Phase Flow e Transport of Concentrated Species. Precedentemente disponibile come un'interfaccia stand-alone, la nuova interfaccia Reacting Flow offre un controllo migliore delle impostazioni in ogni interfaccia fisica così come negli accoppiamenti multifisici tra loro.

Utilizzando il nuovo accoppiamento Reacting Flow, è stato migliorato di molto il processo di soluzione separato o simultaneo delle interfacce accoppiate. Questo è importante per il flusso reagente al fine di generare le condizioni iniziali ideali o per verificare come l'accoppiamento influenza i risultati. L'interfaccia multifisica Reacting Flow supporta flussi reagenti laminari e turbolenti, così come il flusso e le reazioni in mezzi porosi.

Percorso della Application Library con un esempio che utilizza la nuova interfaccia multifisica Reacting Flow: Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Mass_and_Heat_Transfer/round_jet_burner

Nella nuova interfaccia multifisica Reacting Flow, il nodo Reacting Flow sotto il nodo Multiphysics accoppia un'interfaccia Single-Phase Flow all'interfaccia Transport of Concentrated Species.

Nella nuova interfaccia multifisica Reacting Flow, il nodo Reacting Flow sotto il nodo Multiphysics accoppia un'interfaccia Single-Phase Flow all'interfaccia Transport of Concentrated Species.

Nella nuova interfaccia multifisica Reacting Flow, il nodo Reacting Flow sotto il nodo Multiphysics accoppia un'interfaccia Single-Phase Flow all'interfaccia Transport of Concentrated Species.

Nuova funzionalità in Transport of Concentrated Species: Porous Media Transport Properties

La nuova funzione Porous Media Transport Properties consente di studiare il trasporto multicomponente in una soluzione che scorre in un mezzo poroso. La nuova funzionalità include i modelli per calcolare le proprietà di trasporto efficace che dipendono dalla porosità del materiale, in combinazione con il trasporto in miscele concentrate.

Percorso della Application Library con un esempio che utilizza la nuova funzione Porous Media Transport Properties nell'interfaccia Transport of Concentrated Species: Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Porous_Catalysts/carbon_deposition

La distribuzione della porosità in un reattore per la decomposizione termica del metano su un catalizzatore solido Ni-Al2O3 è oggetto di studio con la funzione Porous Media Transport Properties. La porosità diminuisce via via che si forma fuliggine nella reazione di decomposizione. La distribuzione della porosità in un reattore per la decomposizione termica del metano su un catalizzatore solido Ni-Al2O3 è oggetto di studio con la funzione Porous Media Transport Properties. La porosità diminuisce via via che si forma fuliggine nella reazione di decomposizione.
La distribuzione della porosità in un reattore per la decomposizione termica del metano su un catalizzatore solido Ni-Al2O3 è oggetto di studio con la funzione Porous Media Transport Properties. La porosità diminuisce via via che si forma fuliggine nella reazione di decomposizione.

Pseudo time-stepping nell'interfaccia Transport of Concentrated Species

La nuova funzionalità per l'interfaccia Transport of Concentrated Species migliora sensibilmente la velocità di convergenza dei solutori di studi stazionari. È utile soprattutto quando il flusso della specie è dominato dall'avvezione (numero di Péclet grande), ad esempio nei flussi reagenti di tipo turbolento.