آموزش شبیه سازی جریان گاز-جامد درون سیستم FCC

آموزش شبیه سازی جریان گاز-جامد درون سیستم FCC


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان گاز-جامد درون سیستم FCC در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان گاز-جامد درون سیستم FCC

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان گاز جامد درون سیستم fluid catalytic cracking (FCC) با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. این سیستم های FCC دارای کاربردهای بسیار در واحدهای فرایندی شیمیایی می باشند که برای تبدیل بهینه از نسبت های نفتی با جوش بالا به محصولات با ارزش بالای سبک تر مورد استفاده قرار می گیرند. درون راکتورهای FCC دو ناحیه مجزای مهم تعریف شده است که شامل یک ناحیه رقیق تحت عنوان disengager و یک ناحیه پرتراکم تحت عنوان stripper می باشد. بخش disengager در ناحیه بالائی محفظه استوانه ای راکتور FCC قرار گرفته است که وظیفه جداسازی بخار نفتی از ذرات کاتالیزور را برعهده دارد. بنابراین در شبیه سازی این مدل، از جریان چندفازی نوع eulerian استفاده شده است. این مدل چندفازی می تواند معادلات مربوط به مومنتوم و بقا را برای هر یک از فازها به صورت جداگانه حل نماید. برای جریان چندفازی مذکور، دو ماده تعریف شده است؛ به طوری که بخار نفتی به عنوان فاز اولیه دارای چگالی برابر با 3.471 kg.m-3 و ظرفیت حرارتی ویژه برابر با 1006.43 j.kg-1.K-1 و رسانش حرارتی برابر با 0.0242 W.m.K-1 می باشد، و ماده کاتالیستی معینی به عنوان فاز ثانویه دارای چگالی برابر با 1500 kg.m-3 و ظرفیت حرارتی ویژه و رسانش حرارتی بر مبنای تئوری سینتیکی می باشد. جریان بخار نفت از ورودی مخصوص بخار با سرعت برابر با 5.5 m.s-1 و دمای برابر با 300 K وارد محفظه راکتور می شود و جریان کاتالیستی به همراه بخار نفتی از ورودی تزریق تغذیه با سرعت برابر با 18.57 m.s-1 و دمای برابر با 300 K وارد محفظه می شوند. فرایند شبیه سازی از نظر زمانی به صورت ناپایا به مدت زمان 20 ثانیه و با گام زمانی 1 ثانیه انجام گرفته است.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل حاضر مربوط به یک راکتور استوانه ای شکل است که به دلیل ساختار متقارن هندسی و برای کاهش هزینه محاسباتی، فقط یک چهارم از آن طراحی شده است. بخش بالایی مدل مربوط به disengager و بخش پایینی آن مربوط به stripper می باشد.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 2488759 می باشد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی ناپایا (unsteady) می­باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ شده است.
  • اثر گرانش زمین (gravity) بر روی مدل برابر با 9.81- m.s-2 و در راستای محور z در نظر گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورها  سه بعدی مربوط به فشار، سرعت و کسر حجمی هر یک از فازهای موجود در مدل به دست آمده اند. نتایج حاصل مربوط به ثانیه انتهایی فرایند شبیه سازی (ثانیه 20) می باشد.

 

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان گاز-جامد درون سیستم FCC”