Chemical Reaction Engineering Module

Novo Aplicativo: Projeto de Biossensor

Uma célula de fluxo em um biossensor contém uma matriz de micropilares e as superfícies côncavas dos pilares são revestidas com um material ativo que seletivamente adsorve moléculas no escoamento da amostra. Essa aplicação permite que o usuário mude o projeto do sensor alterando parâmetros de entrada, como o diâmetro do pilar, o espaçamento da grade e a velocidade de entrada, para ver como isso afeta os resultados de detecção.

O aplicativo Projeto de Biossensor mostra um slice de concentração após uma simulação bem-sucedida. O aplicativo Projeto de Biossensor mostra um slice de concentração após uma simulação bem-sucedida.

O aplicativo Projeto de Biossensor mostra um slice de concentração após uma simulação bem-sucedida.

Nova Funcionalidade de Surface CHEMKIN® nas Interfaces Chemistry e Reaction Engineering

A nova funcionalidade possibilita importar arquivos de Surface CHEMKIN® com dados de espécies de superfícies e reação superficial, além da funcionalidade de importação CHEMKIN® previamente disponível para reações homogêneas. Isso se aplica a todos os tipos de arquivos CHEMKIN: cinética de reação, propriedades de transporte e termodinâmica. O padrão de Surface CHEMKIN® é particularmente útil para modelar reações em superfícies catalíticas e reações heterogêneas quando se tem disponíveis dados de reações no formato de Surface CHEMKIN®.

A modelagem de um reator CVD, incluindo adsorção, dessorção e reações superficiais, é investigada, na qual é utilizada a nova funcionalidade de importação de formatos de Surface CHEMKIN®. O mecanismo de reação é acoplado aos mecanismos de transporte em uma geometria detalhada do reator. A modelagem de um reator CVD, incluindo adsorção, dessorção e reações superficiais, é investigada, na qual é utilizada a nova funcionalidade de importação de formatos de Surface CHEMKIN®. O mecanismo de reação é acoplado aos mecanismos de transporte em uma geometria detalhada do reator.

A modelagem de um reator CVD, incluindo adsorção, dessorção e reações superficiais, é investigada, na qual é utilizada a nova funcionalidade de importação de formatos de Surface CHEMKIN®. O mecanismo de reação é acoplado aos mecanismos de transporte em uma geometria detalhada do reator.

Nova Correlação de Viscosidade de Mistura Gasosa

Um método de predição de viscosidade de mistura agora está disponível para misturas gasosas nas interfaces Reaction Engineering e Chemistry. Anteriormente, somente predições de viscosidade de gás puro estavam disponíveis.

Film Resistance Capability Adicionado ao Recurso Reactive Pellet Bed

A funcionalidade Leito Reativo Empacotado agora tem duas alternativas para acoplar a concentração em macroescala à concentração em microescala em uma superfície fluida com pellets amontoados:

  • Concentração contínua
  • Resistência de filme (fluxo de massa)

A nova opção de resistência de Filme se relaciona com a transferência de massa para/do pellet a um coeficiente de filme, hD, um modelo comum ao estudar biorreatores e leitos catalíticos. Aqui, a resistência à transferência de massa é assumida em um filme fino, próximo da superfície dos pellets, além do interior do pellet poroso. Os coeficientes de transferência de massa são automaticamente calculados a partir do número de Sherwood, com o último deles definido a partir de uma das três expressões empíricas:

  • Frössling
  • Rosner
  • Garner e Keey

A opção resistência de Filme pode calcular automaticamente o coeficiente de filme a partir do número de Sherwood. Opcionalmente, podem ser inseridos os coeficientes de transferência definidos pelo usuário. A opção resistência de Filme pode calcular automaticamente o coeficiente de filme a partir do número de Sherwood. Opcionalmente, podem ser inseridos os coeficientes de transferência definidos pelo usuário.

A opção resistência de Filme pode calcular automaticamente o coeficiente de filme a partir do número de Sherwood. Opcionalmente, podem ser inseridos os coeficientes de transferência definidos pelo usuário.

Usabilidade Aprimorada de Reações Químicas em Meios Porosos

O termo fonte Reactions nas interfaces Transport of Diluted Species in Porous Media agora oferece as seguintes opções para se levar em conta a base volumétrica reativa para meios porosos saturados e não saturados:

  • Volume total
  • Volume de poros
  • Fase líquida
  • Fase gasosa

Usando dados de literatura para expressões cinéticas é, portanto, mais simples e menos suscetível a erros, já que eles podem ser tabulados para bases volumétricas diferentes.

Agora é possível selecionar a relação adequada de reação como base para a expressão de taxa de reação. Nesse caso, a reação por volume total de poros foi selecionada. Agora é possível selecionar a relação adequada de reação como base para a expressão de taxa de reação. Nesse caso, a reação por volume total de poros foi selecionada.

Agora é possível selecionar a relação adequada de reação como base para a expressão de taxa de reação. Nesse caso, a reação por volume total de poros foi selecionada.

Expansão Higroscópica

A expansão higroscópica é um efeito da tensão material interna causada por mudanças no teor de umidade. O novo acoplamento multifísico Hygroscopic Swelling é usado para acoplar concentração de umidade entre as interfaces Transport of Diluted Species ou Transport of Diluted Species in Porous Media e a interface Solid Mechanics.

Modelo de Gás com Particulado

A difusão de Knudsen está inclusa como um mecanismo adicional de transporte na interface Transport of Concentrated Species para habilitar modelos de Gás Empoeirado. Esse mecanismo está disponível para os modelos de difusão Lei de Fick e Média de Mistura. O modelo de Gás Empoeirado às vezes é preferido para prever com precisão o transporte de massa acompanhado de reações químicas em meios porosos, por exemplo, em aplicações de membranas catalíticas e células a combustível.

Em gases, esse mecanismo é importante para a taxa de transporte se a via livre média das moléculas transportadas estiver na mesma ordem de magnitude ou for maior do que a escala de comprimento do sistema. Por exemplo, em um poro longo com um diâmetro estreito (2 a 50 nm), as moléculas frequentemente colidem com a parede do poro, e a difusão precisa ser ajustada de acordo.

A difusão de Knudsen agora está disponível como um Mecanismo de Transporte. A difusão de Knudsen agora está disponível como um Mecanismo de Transporte.

A difusão de Knudsen agora está disponível como um Mecanismo de Transporte.

Variáveis de Concentrações Baseadas na Massa

A interface Transport of Concentrated Species agora oferece variáveis de concentração baseadas na massa (kg/m3), além de frações da massa. Isso pode ser usado em pós-processamento, relatórios e visualização, adicionando a flexibilidade de apresentar dados em unidades diferentes, dependendo das preferências da pessoa que interpreta os resultados.

Infinite Element Domains na Interface Darcy\'s Law

A interface Darcy\'s Law agora suporte domínios de elementos infinitos e mais avançados cálculos de fluxos de contorno.

Tutorial Atualizado: Reator de Leito Fixo 3D em Multiescala

No tutorial Reator de Leito Fixo 3D em Multiescala, os seguintes aprimoramentos foram adicionados para relevância industrial:

  • Uma placa com orifícios foi instalada na entrada do reator para simular um projeto mais realista.
  • Foram incluídas cinéticas mais complexas de reação reversível de segunda ordem.
  • É simulado um estudo dependente do tempo que também mostra o comportamento inicial do reator.

Um dos reatores mais comuns na indústria química é o reator de leito fixo, usado para processos catalíticos heterogêneos. Este modelo foi preparado para calcular a distribuição da concentração no gás reator que flui em torno dos pellets, mas também utiliza uma dimensão extra que modela a distribuição da concentração dentro de cada pellet catalítico poroso. Um dos reatores mais comuns na indústria química é o reator de leito fixo, usado para processos catalíticos heterogêneos. Este modelo foi preparado para calcular a distribuição da concentração no gás reator que flui em torno dos pellets, mas também utiliza uma dimensão extra que modela a distribuição da concentração dentro de cada pellet catalítico poroso.

Um dos reatores mais comuns na indústria química é o reator de leito fixo, usado para processos catalíticos heterogêneos. Este modelo foi preparado para calcular a distribuição da concentração no gás reator que flui em torno dos pellets, mas também utiliza uma dimensão extra que modela a distribuição da concentração dentro de cada pellet catalítico poroso.

Tutorial Atualizado: Deposição de Vapor Químico (CVD) GaAs

A aplicação CVD GaAs foi completamente revisada e agora apresenta uma maneira muito mais fácil de organizar o sistema complexo de reações em massa e superficiais envolvidas em um processo CVD. Ela utiliza o novo recurso Reversible Reaction Group para importação CHEMKIN® com um arquivo Surface CHEMKIN®.

Na fabricação de semicondutores, reatores CVD são utilizados para depositar filmes finos em um substrato através de moléculas e fragmentos moleculares adsorvendo e reagindo em uma superfície.

A deposição de vapor químico (CVD) permite que um filme fino cresça em um substrato através de moléculas e fragmentos moleculares adsorvendo e reagindo em uma superfície. O sistema CVD é modelado usando balanços de momento, energia e de massa, incluindo uma descrição detalhada da fase gasosa e da cinética de adsorção. Os streamlines mostram a direção do vetor velocidade, enquanto a representação em cores mostra o perfil de concentração de um dos reagentes. A deposição de vapor químico (CVD) permite que um filme fino cresça em um substrato através de moléculas e fragmentos moleculares adsorvendo e reagindo em uma superfície. O sistema CVD é modelado usando balanços de momento, energia e de massa, incluindo uma descrição detalhada da fase gasosa e da cinética de adsorção. Os streamlines mostram a direção do vetor velocidade, enquanto a representação em cores mostra o perfil de concentração de um dos reagentes.

A deposição de vapor químico (CVD) permite que um filme fino cresça em um substrato através de moléculas e fragmentos moleculares adsorvendo e reagindo em uma superfície. O sistema CVD é modelado usando balanços de momento, energia e de massa, incluindo uma descrição detalhada da fase gasosa e da cinética de adsorção. Os streamlines mostram a direção do vetor velocidade, enquanto a representação em cores mostra o perfil de concentração de um dos reagentes.

Novo Tutorial: Adsorção de Proteína em uma Coluna de Troca Iônica

A troca iônica é um método poderoso para separar proteínas de soluções e é prontamente utilizado nas indústrias de biotecnologias e farmacêuticas nos dias atuais. Esse novo tutorial simula uma coluna de troca iônica para adsorção de duas proteínas.

A fase fluida contém quatro componentes: duas proteínas, solvente e um sal. As cinéticas de adsorção/dessorção são descritas por duas reações de equilíbrio, nas quais as proteínas deslocam os íons adsorvidos na superfície e vice-versa. Esse tutorial destaca como as reações em equilíbrio químico podem ser estudadas em um sistema de reator de misturado perfeita na interface Reaction Engineering. Além disso, ele mostra como a configuração da cinética do reator ideal é exportada para um modelo 3D, em que os efeitos espaciais da superfície reagente na coluna são estudados em detalhes.

Na imagem correspondente é mostrada a concentração superficial de uma das proteínas adsorvidas após dois segundos de operação, na estrutura porosa de uma resina de troca iônica em uma coluna de troca iônica. A representação em cores mostra a concentração (vermelho escuro é 7 mol/m3 e azul escuro é 0). Na imagem correspondente é mostrada a concentração superficial de uma das proteínas adsorvidas após dois segundos de operação, na estrutura porosa de uma resina de troca iônica em uma coluna de troca iônica. A representação em cores mostra a concentração (vermelho escuro é 7 mol/m3 e azul escuro é 0).

Na imagem correspondente é mostrada a concentração superficial de uma das proteínas adsorvidas após dois segundos de operação, na estrutura porosa de uma resina de troca iônica em uma coluna de troca iônica. A representação em cores mostra a concentração (vermelho escuro é 7 mol/m3 e azul escuro é 0).

Novo Tutorial: Reator Tubular Multicomponente

Esse tutorial mostra como as interfaces Chemistry e Transport of Diluted Species podem ser usadas para modelar e investigar cinética de reação complexa e transferência de massa multicomponente. Ele estuda uma reação exotérmica e irreversível em um reator tubular (fase líquida, regime de escoamento laminar). Para manter sua temperatura baixa, o reator usa uma camisa de refrigeração com uma temperatura de líquido resfriador constante.

Distribuição de um reagente e do produto em um reator tubular multicomponente com camisa de refrigeração. Distribuição de um reagente e do produto em um reator tubular multicomponente com camisa de refrigeração.

Distribuição de um reagente e do produto em um reator tubular multicomponente com camisa de refrigeração.