شبيه‌سازي CFD جريان دوفازي جفت شده با واكنش‌هاي شيميايي در يك راكتور جريان پلاگ

درك اين ‌كه يك فرايند چگونه كار مي‌كند، لازمه‌ي طراحي و بهره‌برداري موفق از آن فرآيند مي‌باشد. هضم بي‌هوازي يك فرايند بيوشيميايي پيچيده‌ي چند مرحله‌اي است كه شامل تعدادي واكنش‌هاي مياني است كه توسط گروه‌هاي گوناگوني از ميكروارگانيسم‌هاي بي‌هوازي صورت مي‌گيرد. در اين پژوهش شبيه‌سازي بر پايه‌ي ديناميك سيال­ هاي محاسباتي (CFD) سه بعدي جفت شده با واكنش‌ها در يك راكتور نيمه پيوسته‌ي پلاگ انجام شد. از نرم‌افزار تجاري FLUENT 6.3 براي حل معادله­ هاي حاكم استفاده شد. شبيه‌سازي جريان دو فازي گاز ـ مايع با استفاده از مدل چند فازي اولر و مدل آشفتگي k-e (RNG) انجام شد. هيدروديناميك و واكنش‌هاي هضم بي‌هوازي درون راكتور از روش قاب مرجع چندگانه (MRF) مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه ­هاي شبيه سازي نشان داد الگوي جريان درون راكتور به شدت تحت تاثير لزجت و چگالي سوبسترا و شدت همزدن است. مقايسه سه سرعت هم­زدن نشان داد هم­زدن با شدت زياد، فاز گاز بالاي راكتور را تحت تأثير قرار مي­دهد. كانتور غلظت ­هاي مولي CH4 و CO2 در سامانه بي­هوازي يك الگوي جريان پلاگ را نشان داد.