化学反应工程模块更新


COMSOL Multiphysics® 6.3 版本为“化学反应工程模块”的用户引入了采用群体平衡方法模拟沉淀和结晶的功能、空间相关湍流反应流模型的自动化设置,以及用于多组分质量传递高效可视化的新结果模板。请阅读以下内容,进一步了解这些更新。

基于群体平衡方法模拟沉淀和结晶

新的沉淀和结晶过程仿真功能可用于精细化工、大宗化学品和制药等领域的分离过程研究。在空间相关几何中,流体流动中沉淀和结晶 接口将新的基于尺寸的群体平衡 接口与稀物质传递层流 接口进行结合,通过考虑颗粒的成核、生长和流体传输等因素,计算出颗粒群体在时间和空间上的分布,即求解所有颗粒尺寸的数密度。流体流动中沉淀和结晶 接口也可用于计算理想反应器模型中的颗粒分布。您可以参考硫酸钡的沉淀教学案例,了解如何使用这一新功能。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“基于尺寸的群体平衡”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示 T 型混合器模型。
基于尺寸的群体平衡接口的 设置窗口,显示了在三维空间中模拟硫酸钡沉淀过程中受传递控制的生长情况的设置。

生成湍流反应流的空间相关模型

现在,建立空间相关的湍流反应流模型更加便捷,这一改进为环境科学以及化工、制药和食品饮料等多个行业的研究提供了支持。生成空间相关模型 特征能够根据化学反应直接自动构建等温和非等温湍流模型,无需手动设置湍流,即可将雷诺平均纳维-斯托克斯 (RANS) 湍流模型与化学物质传递 接口(对于非等温流动来说是流体传热 接口)进行耦合,并默认采用 Kays-Crawford 模型来处理质量和热量传递。

COMSOL Multiphysics 用户界面,显示了“模型开发器”,其中突出显示“生成空间相关模型”节点,并显示其对应的“设置”窗口;“图形”窗口中显示多喷嘴模型。
生成空间相关模型 特征的设置 窗口,显示了生成多喷嘴聚合反应器中非等温反应流三维模型的设置。

“化学物质传递”接口中的结果模板

绘制实用且具有视觉吸引力的反应体系绘图通常需要花费大量时间,因为涉及多种反应物,需要绘制多个浓度场。为了节省时间,化学物质传递 接口中新增了多个结果模板,现在可以在图形 窗口中同时包含多达四种物质浓度的绘图阵列模板。这些结果模板 适用于所有化学物质传递 接口,不受附加模块的限制,特别适用于化工模块、“CFD 模块”、“多孔介质流模块”、“地下水流模块”和“微流体模块”中的多组分传递接口。

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with a Surface node highlighted, the corresponding Settings window, plate reactor models in the Graphics window, and the Result Templates window.
结果模板窗口以及在“板式反应器中的精细化学品生产”教学案例中模拟的所有浓度场的绘图阵列。

新的和更新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.3 版本的“化学反应工程模块”引入了多个新的和更新的教学案例。