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用於模擬質量平衡、能量平衡與化學反應的軟體

完美適用於化學與加工行業中的所有設備操作過程

化學反應工程模組簡化了化學反應器、過濾設備、混合器及其他化工過程的優化步驟。模組中包含的專業工具可以幫您模擬各類環境中的物質傳遞、傳熱,以及任意化學動力學,適用環境包括氣態、液態、多孔介質、表面上、固相內,或所有這些的綜合。這使化學反應工程模組非常適合於模擬化工和化工行業的所有方面,甚至能夠用於以周圍環境作為加工設備化學反應器的環境工程。


  • Round Jet Burner: Simulation of turbulent combustion in a round jet burner. Results show the temperature and CO2 mass fraction in the reacting jet.
  • Biosensor Flow Cell: Simulation of a flow cell containing micropillars coated with an active material to support the adsorption of an analyte. Results show velocity streamlines and the concentration distribution of the adsorbed species.
  • Tubular Reactor Simulator: This is an app that simulates a tubular gas reactor, chemical reactions take place in a stream of gas that carries reactants from the inlet to the outlet. Mass and energy transport occur through a convection-diffusion and convection-conduction processes.
  • Water Purification by Silver Complexation: Many industrial processes leave remainders of toxic dissolved metal ions in process flows. This model example shows a purification reactor where silver ions are complexated to diamine-silver for removal.
  • Tubular Reactor Simulator: This is an app that simulates a tubular gas reactor, chemical reactions take place in a stream of gas that carries reactants from the inlet to the outlet. Mass and energy transport occur through a convection-diffusion and convection-conduction processes.
  • Packed Bed Reactor: This model calculates the concentration distribution of the reactor gas that flows around catalytic pellets, by also using an extra dimension to model its concentration distribution inside each of the porous catalytic pellets. Shown are the velocity streamlines at the bottom part of the reactor, where the color plot indicates the concentration.

對流擴散與任意的化學反應動力學

化學反應工程模組包含直觀的用戶界面,可用於定義稀溶液、濃溶液或混合物中任意數量化學物質的傳遞過程,包括對流、擴散和離子遷移等。這些過程可以方便地與可逆、不可逆和平衡反應的定義相耦合,其中的反應動力學可以通過Arrhenius 方程或任意速率定律描述,並能夠考慮濃度和溫度對動力學的影響。定義化學反應的界面非常直觀,化學公式和方程的輸入方式與書面書寫方式基本相同。COMSOL 使用質量作用定律來設置適合的反應表達式,您可以按照需要進行修改或重寫。無論均勻或非均勻反應器條件,體反應還是表面反應,都將使用反應公式中的化學計量係數來自動定義質量平衡和能量平衡。

完整的傳遞現象

化學反應工程模組包含計算熱力學屬性(包括外部源)的工具,以增強傳熱、焓平衡與您的物質傳遞、化學反應之間的耦合。此外,模組還提供了定義動量傳遞的用戶介面,使您能夠完整描述化學過程中的傳遞現象。這包括由Navier-Stokes方程、Darcy定律和Brinkman方程描述的層流和多孔介質流動。通過將CFD模組熱傳模組與您的模擬耦合,您還可以加入湍流、多相流、非等溫流,以及輻射傳熱等。

化學反應過程優化的必需部分

在化學、化工、電力、製藥、聚合物和食品等行業,物質傳遞和化學反應是其中密不可分的一部分,所以化學反應工程模組尤其適合這些行業的工程師和科研人員。模組提供的專業工具支持研究這些應用的各個方面:從實驗室的試管研究,到工廠的化學反應器檢修。為了精確描述您的化學動力學,您能在受控環境下從本質上對其進行模擬,這可以使用參數估計,以及與實驗數據的對比等內置特徵。這裡,化學反應工程模組提供了多種預定義的反應器類型,可用於更多方面的研究:

·         間歇和半間歇反應器

·         連續攪拌槽反應器(CSTR)

·         活塞流反應器

 

這些介面均提供了對恆定或可變質量或者體積的恰當定義,以及等溫、非等溫和絕熱等條件。這些簡單的模型非常適合將經優化的動力學加入化工環境,使您能更好地理解您的系統,並能夠模擬各種不同的工作條件。您可以根據從中獲得的所有知識來繼續優化儀器設備的設計,並通過完整的二維軸對稱或三維模型來仔細調整工作條件。'生成空間依賴性模型'特徵可用於將系統的質量平衡、能量平衡與流體流動、化學反應速率完全耦合。