Модуль Разработка химических реакций (Chemical Reaction Engineering)

Модуль Разработка химических реакций (Chemical Reaction Engineering)

Программное обеспечение для моделирования массового и энергетического балансов и химических реакций

Chemical Reaction Engineering Module

Реактор с пластинами, в котором химические реакции протекают повсеместно, а реагенты вводятся в двух точках.

Идеальное решение для всех технологических операций в химической и обрабатывающей промышленности

Оптимизация химических реакторов, фильтрационного оборудования, смесителей и других процессов упрощается при использовании модуля Chemical Reaction Engineering (Разработка химических реакций). Он содержит инструменты для моделирования переноса материалов и теплообмена при любой химической кинетике в среде любого типа (в газах, жидкостях, пористых средах, на поверхностях и в твердых фазах) или при их комбинациях. Таким образом, модуль является идеальным решением для всех аспектов химической и обрабатывающей промышленности, и даже в экологической инженерии, где в качестве «технологической установки» или «химического реактора» выступает окружающая среда.

Конвекция и диффузия при произвольной химической кинетике

Модуль Chemical Reaction Engineering (Разработка химических реакций) содержит интуитивно понятные пользовательские интерфейсы для определения переноса материалов в разбавленных и концентрированных растворах или смесях при конвекции, диффузии и миграции ионов произвольного количества химических соединений. Все они легко связываются с определениями кинетики обратимых, необратимых и равновесных реакций, которые описываются уравнением Аррениуса или любым произвольным уравнением скорости реакции, при этом можно учитывать воздействие концентрации и температуры на кинетику. Интерфейс для определения химических реакций прост и понятен, поскольку химические формулы и уравнения вводятся фактически как при записи на бумаге. Используя закон действующих масс, COMSOL формирует подходящие схемы реакций, которые можно изменять или отклонять. Стехиометрия в формулах реакции используется для автоматического определения материального и энергетического балансов для условий гомогенного или гетерогенного реактора, в объеме или на поверхностях.


Дополнительные изображения с примерами:

  • Круглая форсунка: моделирование турбулентного сгорания в круглой форсунке. Результаты демонстрируют температуру и массовую долю CO2 в реагирующей струе. Круглая форсунка: моделирование турбулентного сгорания в круглой форсунке. Результаты демонстрируют температуру и массовую долю CO2 в реагирующей струе.
  • Биосенсорная проточная ячейка: моделирование проточной ячейки с микростолбиками, покрытыми активным материалом для поддержки адсорбции анализируемого вещества. Результаты показывают скорость вдоль линии тока и распределение концентрации адсорбированных частиц. Биосенсорная проточная ячейка: моделирование проточной ячейки с микростолбиками, покрытыми активным материалом для поддержки адсорбции анализируемого вещества. Результаты показывают скорость вдоль линии тока и распределение концентрации адсорбированных частиц.
  • Tubular Reactor Simulator (Модель трубчатого реактора) – это приложение, моделирующее газовый трубчатый реактор. Химические реакции происходят в потоке газа, несущего реагенты от входа к выходу. Перенос массы и энергии осуществляется с помощью конвективно-диффузионных и конвективно-кондуктивных процессов. Tubular Reactor Simulator (Модель трубчатого реактора) – это приложение, моделирующее газовый трубчатый реактор. Химические реакции происходят в потоке газа, несущего реагенты от входа к выходу. Перенос массы и энергии осуществляется с помощью конвективно-диффузионных и конвективно-кондуктивных процессов.
  • Очистка воды с образованием комплексов серебра: после многих промышленных процессов в осадках остаются токсичные растворенные ионы металлов. В этом примере показана модель очистительного реактора, в котором ионы серебра удаляются путем образования комплексов диамин-серебро. Очистка воды с образованием комплексов серебра: после многих промышленных процессов в осадках остаются токсичные растворенные ионы металлов. В этом примере показана модель очистительного реактора, в котором ионы серебра удаляются путем образования комплексов диамин-серебро.
  • Tubular Reactor Simulator (Модель трубчатого реактора) – это приложение, моделирующее газовый трубчатый реактор. Химические реакции происходят в потоке газа, несущего реагенты от входа к выходу. Перенос массы и энергии осуществляется с помощью конвективно-диффузионных и конвективно-кондуктивных процессов. Tubular Reactor Simulator (Модель трубчатого реактора) – это приложение, моделирующее газовый трубчатый реактор. Химические реакции происходят в потоке газа, несущего реагенты от входа к выходу. Перенос массы и энергии осуществляется с помощью конвективно-диффузионных и конвективно-кондуктивных процессов.
  • Реактор со слоем катализатора. В этой модели рассчитывается распределение концентрации реакторного газа, протекающего между гранулами катализатора, при этом для моделирования распределения концентрации внутри каждой пористой гранулы используется дополнительная размерность. Показаны линии тока у дна реактора (цвет линии указывает на концентрацию). Реактор со слоем катализатора. В этой модели рассчитывается распределение концентрации реакторного газа, протекающего между гранулами катализатора, при этом для моделирования распределения концентрации внутри каждой пористой гранулы используется дополнительная размерность. Показаны линии тока у дна реактора (цвет линии указывает на концентрацию).

Явления полного переноса

Инструменты для расчета термодинамических свойств, в том числе из внешних источников, включены в модуль Chemical Reaction Engineering (Разработка химических реакций), чтобы добавить связь переноса тепла с балансами энтальпий к переносу масс и химическим реакциям. Также имеются пользовательские интерфейсы для определения переноса импульса, что позволяет учитывать вся явления переноса, присутствующие в вашем процессе. В частности, учитывается ламинарный поток и поток в пористой среде, описываемые уравнением Навье – Стокса, законом Дарси и уравнениями Бринкмана. Используя в модели модуль CFD (Вычислительная гидродинамика) или модуль Heat Transfer (Теплопередача) можно учитывать турбулентный поток, многофазный поток и неизотермальный поток, а также радиационную теплопередачу.

Неотъемлемая часть оптимизации процессов ваших химических реакций

Модуль Chemical Reaction Engineering (Разработка химических реакций) предназначен для инженеров и ученых, работающих, например, в химической, обрабатывающей, электроэнергетической, фармацевтической и пищевой отраслях или в производстве полимеров, где перенос материалов и химические реакции являются неотъемлемой частью технологического процесса. В модуле содержится инструментарий для всех аспектов применения: от «пробирочных» исследований в лаборатории до капитального ремонта химического реактора на заводе. Химическую кинетику можно моделировать в контролируемых средах для подробного их описания с использованием встроенных возможностей для оценки параметров и сравнения с экспериментальными данными. При этом в модуле Chemical Reaction Engineering (Разработка химических реакций) имеется ряд предварительно настроенных типов реакторов для более глубоких исследований:

  • Реакторы периодического и полупериодического действия* Проточные реакторы с непрерывным перемешиванием* Реакторы идеального вытеснения

Эти типы реакторов предоставляются с необходимыми определениями постоянных или меняющихся масс и объемов, а также изотермических, неизотермических и адиабатических условий. Данные простые модели являются идеальным решением для внедрения оптимизированной кинетики в технологическую среду, они позволяют лучше понять систему и моделировать множество различных рабочих условий. Получив все эти знания, на следующем шаге можно оптимизировать конструкцию установки и рабочие условия, используя полную двухмерную осесимметричную или трехмерную модель. Функцию Generate Space-Dependent Model (Создание модели, зависящей от пространственных координат) можно использовать для всестороннего учета баланса масс и энергий системы с учетом скорости потока среды и протекания химических реакций.

Simulating the Release Mechanism in Drug-Eluting Stents

Modeling the Electrochemistry of Blood Glucose Test Strips

Thermal Decomposition

Chemical Vapor Deposition of GaAs

A Multiscale 3D Packed Bed Reactor

Liquid Chromatography

Carbon Deposition in Heterogeneous Catalysis

Syngas Combustion in a Round-Jet Burner

Separation Through Dialysis

Porous Reactor with Injection Needle

Analysis of NOx Reaction Kinetics

Dissociation in a Tubular Reactor