بررسي پديده هاي انتقال به كمك CFD در راكتور بستر ثابت

مسأله انتقال جرم و جرارت در یك راكتور لوله ای بستر ثابت یكی از مسائل مهم در مهندسی شیمی می باشد. مدل دو بعدی جریان پیستونی در یك راكتور انتقال آب- گاز برای مقایسه رسانایی گرمایی یا نفوذ جرمی با اثرات جابه جایی مورد استفاده قرار گرفته است. در شرایط سرعت بالای جریان در بستر كاتالیستی تراوایی بالا، در مقایسه با رسانش گرمایی انتقال حرارت جابه جایی تقش اصلی را بازی می نماید. با این وجود، پدیده نفوذ در انتقال جرم مؤثر می باشد. مدل دو بعدی اندازه ذرات برای رفتار جرئی جریان نیز مورد تحقیق قرار گرفته است. تابع توزیع جرم، اختلاط مؤثر گاز را در امتداد جهت شعاعی بخاطر نفوذپذیری بالای گاز، حتی در شرایط بستر كاتالیستی كم متخلخل و كم نفوذپذیر، نشان می دهد.

Heat and mass transfer problem in a fixed-bed tubular reactor is one of the major concerns in the chemical engineering. The two dimensional axial plug flow model was used for a water gas shift reactor to compare heat conduction or mass diffusion with convective effect. In the case of fast fluid flow in highly permeable catalyst-bed, convective heat transfer was dominant compared to heat conduction. Meanwhile both conductive mass transfer and mass diffusion were effective in mass transfer. Permeability had a large impact on homogeneity of fluid. A two dimensional particle-scale model was also investigated for detailed flow behavior. Mass distribution showed effective mixing of gas along radial direction due to high diffusivity of the gas, even when a low permeable and low porous catalyst particle was assumed.