Atualizações do Chemical Reaction Engineering Module

Para usuários do Chemical Reaction Engineering Module, a versão 5.2a do COMSOL Multiphysics® traz uma nova interface multifísica Reacting Flow, para acoplar o escoamento de fluidos e reações em gases e líquidos, funcionalidades para modelar reações de superfícies, no recurso Reactive Pellet Bed, e exportar a cinética das reações de superfície, na interface Reation Engineering. Continue lendo para ver uma lista completa das atualizações do Chemical Reaction Engineering Module.

Nova Funcionalidade para o Recurso Reactive Pellet Bed: Reações de Superfície

O recurso Reactive Pellet Bed agora permite modelar reações de espécies em superfícies usando a funcionalidade Surface Reactions. Disponível nas interfaces Transport of Diluted Species e Transport of Diluted Species in Porous Media, as espécies de superfície são adsorvidas pelas paredes dos poros dentro dos pellets porosos. É possível modelar qualquer número de espécies de superfície e suas reações correspondentes.

A concentração superficial dentro das partículas porosas forma uma camada catalítica (concentração na superfície dos poros dentro do pellet), simulada usando o recurso Reactive Pellet Bed. Uma espécie volumétrica é transportada através de partículas catalíticas porosas. As espécies reagem na interface da matriz fluida dentro dos pellets que formam a partícula. A velocidade do fluido e da concentração na superfície são visualizadas. A concentração média resultante na superfície da partícula porosa é mostrada junto com a concentração dentro de um único pellet, em uma posição específica, em três momentos distintos. A concentração superficial dentro das partículas porosas forma uma camada catalítica (concentração na superfície dos poros dentro do pellet), simulada usando o recurso Reactive Pellet Bed. Uma espécie volumétrica é transportada através de partículas catalíticas porosas. As espécies reagem na interface da matriz fluida dentro dos pellets que formam a partícula. A velocidade do fluido e da concentração na superfície são visualizadas. A concentração média resultante na superfície da partícula porosa é mostrada junto com a concentração dentro de um único pellet, em uma posição específica, em três momentos distintos.
A concentração superficial dentro das partículas porosas forma uma camada catalítica (concentração na superfície dos poros dentro do pellet), simulada usando o recurso Reactive Pellet Bed. Uma espécie volumétrica é transportada através de partículas catalíticas porosas. As espécies reagem na interface da matriz fluida dentro dos pellets que formam a partícula. A velocidade do fluido e da concentração na superfície são visualizadas. A concentração média resultante na superfície da partícula porosa é mostrada junto com a concentração dentro de um único pellet, em uma posição específica, em três momentos distintos.

Nova Funcionalidade em Reaction Engineering: Exportação de Reações de Superfície

Agora é possível exportar a cinética das reações de superfície, definidas na interface Reaction Engineering, para um modelo dependente do espaço, no qual as reações de superfície ocorrem dentro de pellets porosos. O recurso Generate Space-Dependent Model exporta a cinética da reação e define automaticamente as propriedades dos materiais em um recurso Reactive Pellet Bed.

Reações de superfície são exportadas para um recurso Reactive Pellet Bed usando o recurso Generate Space-Dependent Model, na interface Reaction Engineering.

Reações de superfície são exportadas para um recurso Reactive Pellet Bed usando o recurso Generate Space-Dependent Model, na interface Reaction Engineering.

Reações de superfície são exportadas para um recurso Reactive Pellet Bed usando o recurso Generate Space-Dependent Model, na interface Reaction Engineering.

Nova Interface de Multifísica Reacting Flow

Para melhorar o estudo de escoamento de escoamentos e reações em gases e líquidos, a nova interface multifísica Reacting Flow combina as interfaces Single-Phase Flow e Transport of Concentrated Species. Antes disponível como uma interface autônoma, a nova interface multifísica Reacting Flow proporciona melhor controle das configurações em cada interface física, bem como do acoplamento multifísico entre elas.

Usando o novo acoplamento Reacting Flow, o processo de resolução de qualquer interface acoplada separadamente, ou ao mesmo tempo, foi consideravelmente aprimorado. Para o escoamento reacional, é importante criar as condições iniciais adequadas ou testar como os resultados são afetados pelo acoplamento. A interface multifísica Reacting Flow suporta escoamentos reacionais laminares e turbulentos, bem como escoamentos e reações em meios porosos.

Caminho na Biblioteca de Aplicações para um exemplo que usa a nova interface multifísica Reacting Flow:

Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Mass_and_Heat_Transfer/round_jet_burner

Na nova interface multifísica Reacting Flow, o nó Reacting Flow, sob o nó Multiphysics, acopla uma interface Single-Phase Flow com uma interface Transport of Concentrated Species.

Na nova interface multifísica Reacting Flow, o nó Reacting Flow, sob o nó Multiphysics, acopla uma interface Single-Phase Flow com uma interface Transport of Concentrated Species.

Na nova interface multifísica Reacting Flow, o nó Reacting Flow, sob o nó Multiphysics, acopla uma interface Single-Phase Flow com uma interface Transport of Concentrated Species.

Nova Funcionalidade no Transporte de Espécies Concentradas: Porous Media Transport Properties

O novo recurso Porous Media Transport Properties permite estudar o transporte de múltiplos componentes em uma solução que flui através de um meio poroso. A nova funcionalidade inclui modelos para calcular as propriedades efetivas de transporte que são dependentes da porosidade do material em combinação com o transporte em misturas concentradas.

Caminho na Biblioteca de Aplicações para um exemplo que usa o novo recurso Porous Media Transport Properties da interface Transport of Concentrated Species:

Chemical_Reaction_Engineering_Module/Reactors_with_Porous_Catalysts/carbon_deposition

A distribuição de porosidade em um reator para a decomposição térmica de metano em um catalisador sólido Ni-Al2O3 é estudada usando o recurso Porous Media Transport Properties. A porosidade diminui à medida que se forma fuligem na reação de decomposição. A distribuição de porosidade em um reator para a decomposição térmica de metano em um catalisador sólido Ni-Al2O3 é estudada usando o recurso Porous Media Transport Properties. A porosidade diminui à medida que se forma fuligem na reação de decomposição.
A distribuição de porosidade em um reator para a decomposição térmica de metano em um catalisador sólido Ni-Al2O3 é estudada usando o recurso Porous Media Transport Properties. A porosidade diminui à medida que se forma fuligem na reação de decomposição.

Pseudo Passos de Tempo na Interface Transport of Concentrated Species

A nova funcionalidade de pseudo passos de tempo na interface Transport of Concentrated Species melhora significativamente a taxa de convergência para solvers de estudos estacionários. Esse recurso é especialmente útil quando o fluxo de espécies é denominado pela advecção (grandes números de Péclet), por exemplo, em escoamentos reativos turbulentos.