Abstract: Вычислительная гидродинамика становится важным инструментом в исследовании процессов и аппаратов химической технологии (в частности, доля работ с применением этого метода составила в 2010 г. почти 6 % от числа всех публикаций по химической технологии издательства «Elsevier Science»). Возможности вычислительной гидродинамики показаны на трех примерах из разных областей химической технологии: разработки метода загрузки трубчатого реактора паровой конверсии природного газа, исследовании теплопереноса в реакторе гидрирования растительных жиров при замене катализатора, изучении переходных процессов в автомобильном нейтрализаторе. Верификация результатов вычислительной гидродинамики была выполнена сравнением с экспериментальными данными при разработке метода загрузки трубчатого реактора на примере решения задачи торможения частицы катализатора потоком воздуха. Полученные данные сопоставлены с классическими результатами измерения аэродинамического сопротивления шара и цилиндра и являются дальнейшим развитием работ по обтеканию потоком частиц сложной формы. В работе приведены результаты обследования реактора гидрирования жиров с учетом возможности разогрева потока и его равномерного распределения перед подачей на слой катализатора. Показано, что конструкция реактора не обеспечивает необходимого качества однородности реакционного потока, требуется модификация нагревательных элементов. Эффективность вычислительной гидродинамики для изучения быстрых процессов с химической реакцией показана на примере исследования переходных процессов в автомобильном каталитическом нейтрализаторе (влияние гидродинамики потока и теплопереноса на тепловой режим в сотовой частице катализатора очень сложно исследовать экспериментальными методами). Применение вычислительной гидродинамики позволяет значительно сократить временные и стоимостные затраты на разработку и оптимизацию конструкций эффективных каталитических реакторов с неподвижным, кипящим или движущимся слоем (в частности, многофазных реакторов с мешалками), а также смесителей, адсорберов, барботеров и других аппаратов химической технологии с движущимися средами.

Cite: Кленов О.П. , Носков А.С.
Вычислительная гидродинамика в разработке каталитических реакторов
Катализ в промышленности. 2011. №4. С.52-62. RSCI РИНЦ ANCAN

Translated: Klenov O.P. , Noskov A.S.
Computational Fluid Dynamics in the Development of Catalytic Reactors
Catalysis in Industry. 2011. V.3. N4. P.331-349. DOI: 10.1134/S2070050411040039 WOS Scopus РИНЦ OpenAlex

Identifiers:

RSCI:	RSCI:16519219
Elibrary:	16519219
Chemical Abstracts:	2011:1204792
Chemical Abstracts (print):	157:738130

Citing:

DB	Citing
Elibrary	4