شبیه سازی انتقال حرارت بسترهای پرشده از کاتالیست های استوانه ای با استفاده از cfd

در این مطالعه رفتار انتقال حرارت، جرم و هیدرودینامیک بسترهای ثابت حاوی آرایشی تصادفی از کاتالیست های استوانه ای توسط ابزار دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا پیشینه شبیه سازی و مدل سازی بسترهای ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا پیشینه شبیه سازی و مدل سازی بسترهای ثابت مورد بررسی قرار گرفته و پس از معرفی ابزار cfdو قابلیت های آن به معتبر سازی نتایج حاصل از cfd در شبیه سازی انتقال حرارت از کاتالیست های تنها در جریان سیال پرداخته شده است. در این مورد نتایج شبیه سازی cfd با چندین مقاله حاوی نتایج تجربی مقایسه شده و نتیجه حاکی از تطابق خوب رفتار پیش بینی شده توسط cfd و نتایج تجربی بوده است. در این شبیه سازی ها از نرم افزار 303 comsol v استفاده شده است که از تکنیک المان حجم محدود برای حل معادلات حاکم استفاده می کند. پس از انجام معتبر سازی اولیه، با استفاده از تکنیک تصعید نفتالین آزمایشی بر روی بستر ثابتی با نسبت قطر دهانه به قطر کاتالیست برابر 2 و حاوی کاتالیست های استوانه ای نفتالین اندود انجام شده و علاوه بر ثبت اطلاعات مربوط به افت فشار و میزان تصعید نفتالین، با استفاده از آنالوژی بین انتقال جرم و حرارت از اعداد شروود بدست آمده از تصعید نفتالین جهت محاسبه اعداد ناسلت استفاده شده است. در انتها ضمن انجام شبیه سازی دقیق هندسه آزمایش توسط cfd ، نتایج اعداد ناسلت و افت فشار بدست آمده از cfd با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدهکه نتیجه حاکی از تطابق خوب کیفی و قابل قبول کمی بین نتایج می باشد. این نتیجه موید قابل اطمینان بودن استفاده از ابزار cfd جهت بررسی انتقال حرارت، جرم و نیز هیدرودینامیک بسترهای ثابت با نسبت قطر دهانه به قطر کاتالیست کم بوده و راه را برای بررسی دقیقتر رفتار جریان این نوع بسترها هموارتر می سازد.