계산 능력의 향상으로 화학 공정의 모델링 및 시뮬레이션 기능이 향상되었습니다. 전산 유체 역학(CFD)은 기하학적 및 운영상의 수정에 따른 공정의 성능을 연구하는 데 유용한 도구입니다. CFD는 화학 반응과 열 및 질량 전달이 일어나는 복잡한 형상의 공정 내부 유체 역학을 파악하는 데 적합합니다. CFD는 최근 몇 년 동안 연구자들로부터 많은 관심을 받고 있습니다. 이 책에는 다양한 MDPI 저널에 게재된 11편의 원고가 수록되어 있습니다.
요약 1장: 수소는 유망한 원천 연료가 될 수 있으며, 에탄올로 생산할 수 있기 때문에 청정 에너지 운반체로 간주되기도 합니다. 에탄올은 재생 가능한 원료이고 운송이 용이하며 생분해가 가능하고 독성이 낮고 수소 함량이 높으며 저장 및 취급이 용이하기 때문에 여러 가지 장점이 있습니다. 개질 에탄올 증기는 다른 탄화수소 연료에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 발생하며, 수소 형성을 위한 높은 수율로 인해 널리 연구되어 왔습니다. 이 연구에서는 에탄올 증기 개질(ESR)에 대한 새로운 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션 모델이 개발되었습니다. 개질 시스템 모델은 에탄올 버너와 촉매층 반응기로 구성됩니다. 액체 에탄올은 화실 내부에서 연소되고, 버너의 복사열 플럭스는 촉매층 반응기로 전달되어 에탄올 증기 혼합물을 수소와 이산화탄소로 변환합니다. 제안된 계산 모델은 화재 역학 시뮬레이터 소프트웨어(FDS)(버전 5.0)를 사용한 에탄올 버너 시뮬레이션과 개질기 내부에서 발생하는 증기 개질 과정의 다중 물리 시뮬레이션의 두 단계로 구성됩니다. 이 작업에는 COMSOL 다중 물리 소프트웨어(버전 4.3b)가 적용되었습니다. 이 소프트웨어는 유체 흐름, 열 전달, 확산을 화학 반응 동역학 방정식과 구조 해석을 통해 동시에 해결합니다. 에탄올 버너에서 발생하는 열 방출 속도가 개질 공정을 유지하는 데 필요한 열유속을 제공할 수 있음을 보여주었습니다. 개질기 축을 따라 수소와 이산화탄소 질량 분율이 증가한다는 것이 밝혀졌습니다. 수소 질량 분율은 복사 열유속이 증가함에 따라 증가합니다. 폰 미제스 응력은 열유속에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다. 강철 재킷의 구조적 무결성과 관련된 안전 문제도 해결되었습니다. 이 연구는 온도 변환이 낮은 에탄올을 사용함으로써 강관의 구조적 강도 저하가 적다는 것을 명확하게 보여줍니다. 수치 결과는 에탄올 개질의 정상적인 조건(강철의 온도는 약 600°C 또는 1112°F)에서 HK-40 강철 합금의 파열 시간이 상당히 증가한다는 것을 분명히 보여줍니다. 이 경우 파열 시간은 100,000시간(11.4년 이상)을 초과합니다.
[1] 수소 생산을 위한 에탄올 증기 개질 시스템의 CFD 시뮬레이션. ChemEngineering 2018, 2, 34. https://lnkd.in/dffFk4fs
요약 2장: 다양한 종류의 폭발은 압축 가스 또는 과열된 액체에 축적된 내부 에너지에 의해 발생합니다. 이러한 폭발의 잘 알려진 예로는 끓는 액체 팽창 증기 폭발(BLEVE)로 알려진 압력 액화 물질이 담긴 용기의 파열이 있습니다. 고온 BLEVE 사고는 주로 탱크의 증기 측 강철 케이스가 400°C 이상의 온도로 직접 가열(풀 파이어 또는 제트 파이어)되어 발생합니다. 탱크 주변의 단열재는 화재 시 탱크 케이싱의 과도한 가열을 크게 줄이고 지연시킬 수 있습니다. 이를 통해 소방관이 사고 현장에 도착하여 LPG(액화석유가스) 탱크를 냉각시켜 BLEVE를 피하고 화재를 진압하거나 사고 인근의 사람들을 대피시킬 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있습니다. 제안된 알고리즘은 BLEVE 사고와 그 완화의 여러 측면을 다룹니다: 대형 와류 시뮬레이션(LES)을 사용하여 화재 역학 시뮬레이터(FDS) 소프트웨어를 사용한 제트 화재의 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션, 충돌 제트 화재 이론을 사용한 대류 및 복사 열 플럭스 계산, FDS 소프트웨어(버전 5)를 사용하여 용기의 유리 직물 비닐 에스테르 코팅의 열화학 및 열 전달 분석 수행 및 COMSOL 멀티피직스(버전 4.3b)를 사용하여 복합재의 가열 단계에서 열역학 제1법칙과 제2법칙을 사용하여 액화 프로판을 증발시키는 데 필요한 시간을 계산합니다.
[2] 제트 화재로 인한 비등 액체 팽창 증기 폭발(BLEVE)을 이용한 CFD 시뮬레이션 및 완화. ChemEngineering 2019, 3, 1. https://www.mdpi.com/2305-7084/3/1/1
초록 3장: 레불린산(LA)은 미국 에너지부가 제안한 미래 바이오 정제소의 “10대” 빌딩 블록 중 하나로 꼽혔습니다. 기존 공정과의 호환성, 시장 경제성, 중요한 파생물의 합성을 위한 플랫폼 역할을 하는 산업적 능력을 바탕으로 정밀 화학 및 연료 생산에 가장 중요한 플랫폼 분자 중 하나로 간주됩니다. γ-발레롤락톤(GVL)을 생산하기 위한 LA의 수소화는 그 자체로 바이오 연료로 사용될 수 있는 잠재력과 이후 탄화수소 연료로의 전환 가능성으로 인해 활발히 연구되고 있는 분야입니다. 이 논문에는 고비점 유기 유체를 활용하여 레불린산을 γ-발레롤락톤(GVL)으로 전환하기 위한 간단하고 비용 효율적이며 안전한 수소화 반응기의 새로운 설계가 포함되어 있습니다. 수소화 반응기는 열원 유기 유체(‘다운텀 A’ 또는 ‘써멕스’라고 함)와 촉매 반응기로 구성됩니다. 석유 및 가스 산업이 주도하는 수소화 분해 및 개질 기술의 발전과 함께 비등 온도가 높은 유체의 장점으로 인해 유기 개념이 수소화 반응기를 가열하는 데 더 적합하고 안전합니다(액체 금속과 접촉하는 물은 금속 산업에서 증기 폭발 위험으로 잘 알려져 있음). 이 연구에서는 COMSOL 다중물리 소프트웨어 4.3b 버전이 적용되어 연속성, 나비에-스토크스(유체 흐름), 에너지(열 전달), 확산을 화학 반응 동역학 방정식으로 동시에 해결했습니다. 그 결과, 다운텀 A 유기 유체가 수소화 공정을 유지하는 데 필요한 열유속을 공급할 수 있음을 확인했습니다. 수소와 레불린산의 질량 분율은 반응기 축을 따라 감소하는 것으로 나타났습니다. GVL 질량 분율은 반응기 축을 따라 증가했습니다.
[3] 고비점 유기 유체를 사용하여 레불린산을 γ-발레롤락톤(GVL)으로 전환하기 위한 수소화 반응기의 CFD 설계. ChemEngineering 2019, 3, 32. https://lnkd.in/daHnvenT
요약 4장: 재보일러 튜브 내부에 흐르는 원유의 재비등 공정 성능을 분석하기 위한 고급 알고리즘이 개발되었습니다. 제안된 모델은 헵탄 화재 히터와 튜브 어레이로 구성됩니다. 버너에서 생성된 열유속은 튜브 내부를 흐르는 원유에 전달됩니다. 계산 모델은 화재 역학 시뮬레이터 소프트웨어(FDS) 버전 5.0을 사용한 화재 시뮬레이션과 원유의 핵비등 계산의 두 단계로 구성됩니다. FDS 코드는 화재 히터의 CFD(전산 유체 역학)를 기반으로 공식화되었습니다. 원유의 열-물리적 특성(예: 열전도도, 열용량, 표면장력, 점도)은 경험적 상관관계를 사용하여 추정했습니다. 벽에서 기포 발생(핵 비등)에 의해 발생하는 2상 원유 혼합물 증발에 대한 열전달은 첸 상관관계를 사용하여 계산했습니다. 전체 대류 열전달 계수는 핵 비등 대류 계수와 강제 난류 대류 계수로 구성된다고 가정했습니다. 전자는 포스터 주버의 경험적 방정식에 의해 계산됩니다. 후자는 디투스-볼터 관계에서 계산됩니다. 핵 비등 열전달 계수를 검증하기 위해 모스틴스키 방정식으로 얻은 핵 비등 대류 계수와 비교를 수행했습니다. 핵 비등 대류 열전달 계수 간의 상대 오차는 10.5%입니다. FDS 수치 해법은 대형 와류 시뮬레이션(LES) 방법을 사용하여 수행되었습니다. 이 작업은 COMSOL 멀티피직스 소프트웨어를 사용하여 재보일러 금속 파이프의 구조적 무결성 측면도 포함하도록 확장되었습니다. 그 결과, 계산된 응력이 AISI 310 강철 합금의 최종 인장 강도보다 낮다는 것이 밝혀졌습니다.
[4] 강제 재순환 연소 가열 재보일러의 CFD 시뮬레이션. Processes 2020, 8, 145. https://lnkd.in/de3CuY_J
요약 5장: 페트코크스(석유 코크스)는 탄소가 풍부한 검은색 고체로 알려져 있습니다. 페트 코크스 개발로 인한 환경적 위험에도 불구하고 주로 발전 및 시멘트 생산 공장의 비등 및 연소 연료로 사용됩니다. 높은 발열량과 탄소 함량, 낮은 회분으로 인해 석탄 발전소를 대체할 수 있는 유망한 연료로 꼽힙니다. 이번 연구에서는 메탄 증기 개질에 대한 전산 유체 역학(CFD) 계산 모델을 개발했습니다. 수소 생산 시스템은 페트-코크스 버너와 촉매층 반응기로 구성됩니다. 페트-코크스 연소에 의해 생성된 열은 메탄의 수소와 일산화탄소로의 증기 개질 반응을 유지하기 위해 촉매층의 대류 및 복사 가열에 활용되었습니다. 이 계산 알고리즘은 버너 라이닝의 열 구조 해석과 촉매층 내부에서 일어나는 메탄 증기 개질(MSR) 공정의 다중 물리 계산과 결합된 화재 역학 시뮬레이터(FDS) 소프트웨어를 사용한 페트-코크스 연소 시뮬레이션의 3단계로 구성됩니다. 버너 라이닝의 구조 해석은 열전도 방정식, 달시 다공성 매체 증기 흐름 방정식, 구조 역학 방정식의 해를 결합하여 수행되었습니다. FDS 계산을 통해 얻은 기체 온도와 일산화탄소 몰 분율을 검증하기 위해 문헌 결과와 비교를 수행했습니다. 연소 시뮬레이션에서 얻은 최대 온도는 약 1440°C였습니다. 계산된 온도는 보고된 온도와 유사하며, 이 또한 1400°C에 가깝습니다. 최대 이산화탄소 몰 분율 수치는 15.0%였습니다. COMSOL 다중 물리 소프트웨어는 메탄 증기 개질 촉매층 반응기의 화학 반응 동역학 수송 방정식과 함께 촉매 매체 유체 흐름, 열 및 질량을 동시에 해결합니다. 메탄 전환율은 약 27%입니다. 증기와 메탄은 촉매층 반응기를 따라 같은 경사면에서 분해됩니다. 510°C의 MSR 온도에서도 비슷한 값이 문헌에 보고되었습니다. 수소 질량 분율은 98.4% 증가했습니다.
[5] 메탄 증기 개질 시스템을 적용한 페트-코크스 버너 및 수소 생산의 다중 물리학 설계. Clean Technol. 2021, 3, 260-287. https://lnkd.in/dZKBgmcC
초록 6장: 유기 랭킨 사이클(ORC)의 열역학적 분석이 이 연구에서 수행되었습니다. 석유 코크스 버너는 부탄 보일러에 필요한 열유속을 제공했습니다. 페트 코크스 연소 시뮬레이션은 화재 역학 시뮬레이터 소프트웨어(FDS) 버전 5.0을 사용하여 수행되었습니다. FDS 계산 결과의 검증은 가스 혼합물의 온도와 CO2 문헌에 대한 두더지 분수. 그 결과 문헌에 보고된 것과 유사하다는 것을 발견했습니다. 이 작업에 대해 인공지능(AI) 시간 예측 분석이 수행되었습니다. 온도 및 그을음 센서 판독값에 AI 알고리즘을 적용했습니다. 열전대 판독값의 시간 거동을 예측하기 위해 두 개의 Python 라이브러리가 적용되었습니다: 통계 모델인 ARIMA(자동 회귀 통합 이동 평균)와 KERAS 딥러닝 라이브러리입니다. ARIMA는 시계열 데이터에서 다양한 표준 시간 구조를 포착하는 모델 클래스입니다. Keras는 딥 러닝에 적용되는 파이썬 라이브러리로, Tensor-Flow 위에서 실행됩니다. 연구 및 개발을 위해 딥 러닝 모델을 최대한 빠르고 쉽게 수행하기 위해 개발되었습니다. 모델 정확도 및 모델 손실 플롯은 비슷한 성능(훈련 및 테스트)을 보여줍니다. 부탄은 ORC에서 작동 유체로 사용되었습니다. 부탄은 엑서지 효율 측면에서 최고의 순수 유체 중 하나로 간주됩니다. 부탄은 에탄과 프로판에 비해 비복사율(RF)이 낮습니다. 또한 오존층 파괴 가능성이 제로이며 지구 온난화 잠재력도 낮습니다. 부탄은 가연성이고 안정성이 높으며 부식성이 없는 것으로 간주됩니다. 부탄의 열역학적 특성은 열량과 전력을 평가하는 데 필요한 열역학적 특성으로, 온라인 열역학 계산기인 ASIMPTOTE를 적용하여 계산했습니다. 계산된 ORC 사이클의 순 전력은 문헌에 보고된 순 전력과 유사한 것으로 나타났습니다(상대 오차 4.8%). 제안된 ORC 에너지 시스템은 열역학 제1법칙과 제2법칙을 준수합니다. 사이클의 열 효율은 20.4%입니다.
[6] 석유 코크스 연소에 기반한 유기 랭킨 사이클(ORC)의 열역학적 설계. 화학공학 2021, 5, 37. https://lnkd.in/dX7czfm7
요약 7장: 바이오디젤은 식물성 기름에서 생산할 수 있는 대체 연료입니다. 재생 에너지원의 연구 및 개발에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 한 가지 가능한 해결책은 지방과 오일이 풍부한 바이오매스로부터 생산된 압축 점화 엔진(디젤 엔진)에 사용할 수 있는 바이오 연료입니다. 이 논문에는 끓는점이 높은 유체(페닐나프탈렌)를 활용하여 FAME(바이오 디젤)을 생산하는 에스테르화 반응기의 새롭고 안전한 설계가 포함되어 있습니다. 메틸이미다졸륨 황산수소 이온성 액체를 이용한 바이오디젤 생산에 대한 CFD 시뮬레이션을 수행했습니다. 이온성 액체(IL)는 상대적으로 낮은 온도에서 액체로 존재하는 음이온과 양이온으로 구성됩니다. 화학적 및 열적 안정성, 낮은 가연성, 낮은 증기압 등 많은 장점을 가지고 있습니다. 이 연구에서는 에스테르화 반응의 용매 및 촉매로서 이온성 액체를 유기 반응에 적용했습니다. 석유 및 가스 산업의 발전과 함께 비등 온도가 높은 유체의 뛰어난 특성으로 인해 에스테르화 반응기를 가열하는 데 유기 개념이 더 적합하고 안전해졌습니다(물이 액체 금속과 접촉하면 증기 폭발 위험이 발생할 수 있음). COMSOL 멀티피직스 코드가 사용되어 연속성, 유체 흐름, 열 전달 및 확산을 화학 반응 동역학 방정식으로 동시에 해결합니다. 그 결과 에스테르화 공정을 유지하는 데 필요한 열유속을 제공할 수 있는 것으로 나타났습니다. 메탄올과 올레산의 질량 분율은 반응기 축을 따라 감소하는 것으로 나타났습니다. FAME 질량 분율은 반응기 축을 따라 증가했습니다. 에스테르화 반응기에서 얻은 최대 바이오 디젤 수율은 86%였습니다. 이 값은 엘셰이크 등이 얻은 실험 결과와 매우 유사합니다.
[7] 고비점 페닐-나프탈렌 액체로 가열하여 지방산 메틸 에스테르 (바이오 디젤) 에스테르화 반응기의 열수력학 및 열화학 설계. Fluids 2022, 7, 93. https://lnkd.in/d47S9GRi
초록 8장: 유기 랭킨 사이클(ORC) 구성 요소(보일러, 증발기, 터빈, 펌프 및 콘덴서)에 대한 대규모 와류 시뮬레이션(LES) 및 열역학 연구가 수행되었습니다. 석유 코크스 버너는 부탄 증발기에 필요한 열유속을 제공했습니다. 고비점 유체(페닐나프탈렌이라고 함)가 ORC에 적용되었습니다. 끓는점이 높은 액체는 부탄 스트림을 가열하는 데 더 안전합니다(증기 폭발 위험을 방지할 수 있음). 엑서지 효율이 가장 우수합니다. 부식성이 없고 안정성이 높으며 가연성이 없습니다. 페트-코크스 연소를 시뮬레이션하고 열 방출률(HRR)을 계산하기 위해 화재 역학 시뮬레이터 소프트웨어(FDS)를 적용했습니다. 보일러에 흐르는 2-페닐나프탈렌의 최대 온도는 비등 온도(600K)보다 훨씬 낮습니다. 열율과 전력을 평가하는 데 필요한 엔탈피, 엔트로피 및 비 용적은 THERMOPTIM 열역학 코드를 사용하여 계산했습니다. 제안된 설계 ORC는 더 안전합니다. 인화성 부탄이 석유 코크스 버너에서 발생하는 불꽃과 분리되어 있기 때문입니다. 제안된 ORC는 열역학의 두 가지 기본 법칙을 준수합니다. 계산된 순 전력은 3260kW입니다. 이는 문헌에 보고된 순 전력과 잘 일치합니다. ORC의 열 효율은 18.0%입니다.
[8] 부탄 작동 유체와 고비점 페닐 나프탈렌 액체 가열 시스템을 기반으로 한 유기 랭킨 사이클의 대규모 와류 시뮬레이션 및 열역학적 설계. 엔트로피 2022, 24, 1461. https://lnkd.in/dZrkKhaK
초록 9장: 흡입 마취는 보조 환기 시스템을 통해 공급됩니다. 주로 제논 또는 아산화질소, 할로겐화 탄화수소(HHC), 산소로 구성됩니다. 마취 화합물의 비용을 줄이기 위해 날숨에 남은 마취제를 재활용하여 재사용함으로써 새로운 마취제의 양을 최소화합니다. 수산화알칼리 혼합물(소다석회라고 함)을 사용하여 이산화탄소를 제거합니다.2 날숨에서. 그러나 소다석회가 할로겐화 탄화수소와 반응하는 동안 독성 화합물이 형성될 수 있습니다. 이온성 액체(IL)는 비휘발성, 기능성, 높은 탄소 용해도, 재생에 필요한 낮은 에너지 요구량 등 여러 가지 장점이 있습니다. 이 연구의 프레임워크에서는 이온성 액체를 이용한 이산화탄소 제거를 수치적으로 연구했습니다. COMSOL 다중 물리 유한 요소 소프트웨어가 적용되었습니다. 이 소프트웨어는 연속성, 유체 흐름 및 확산 방정식을 해결합니다. 이산화탄소의 적외선(IR) 복사 흡수를 계산하는 새로운 알고리즘이 개발되었습니다.2. 흡수 계수는 파장에 따라 달라지는 특성을 가지고 있습니다. 기체 흡수 계수는 HITRAN 스펙트럼 데이터베이스를 사용하여 계산되었습니다. CO2 는 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디시아나미드([emim][DCA]) 이온성 액체에 의해 1000 초 후에 흡수되는 것으로 나타났습니다.2 는 1.565 μm 이하 구간에서는 무시할 수 있으며, 1.6 μm에서는 CO와 같은 순서로 증가합니다. 따라서 CO2 1.6μm의 파장에서 적외선 방사선을 투과할 수 있는 레이저 다이오드를 적용하여 측정합니다. 이 시간은 이산화탄소 확산 계수의 함수입니다.2 멤브레인과 이온성 액체에서.
[9] 가스 이온 액체 막을 이용한 흡입 마취 시스템에서 CO2 제거에 대한 수치적 연구. ChemEngineering 2023, 7, 60. https://lnkd.in/dqY7Fu9w
초록 10장: 황화수소(H2S)는 천연가스, 원유 및 기타 화석 연료에서 흔히 발견되는 독성 및 부식성 가스로 간주됩니다. 이 부식성 가스는 응력 부식 균열(SCC)을 일으킬 수 있습니다. 이 현상은 인장 응력과 부식성 환경의 복합적인 영향으로 발생합니다. 이는 특히 고온에서 정상적으로 연성이 있는 금속 합금의 갑작스러운 고장으로 이어질 수 있습니다. 탈황은 금속 합금에서 황을 제거하는 과정입니다.2S를 제거하여 유해한 환경 및 건강 영향을 줄입니다. 이온성 액체(IL)는 수소이온 흡수제로서 적용 가능성이 큰 것으로 나타났습니다.2S 추출은 비휘발성, 기능성, 높은 탄소 용해도 및 재생에 필요한 낮은 에너지 요구량과 같은 장점으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 제안된 황화수소 추출 시스템은 튜브, 멤브레인 및 쉘로 구성됩니다. 비스-(트리플루오로메틸) 설포닐이미드(NTf2) 음이온이 포함된 1-에틸-3-메틸이미다졸륨(emim) 기반 이온성 액체는 높은 수소 이온 함량으로 인해 선택되었습니다.2S 확산 계수. 이 설계에는 기능화된 산화 그래핀(GO) 첨단 멤브레인이 사용되었습니다. 이 연구에서 H2이온성 액체를 이용한 S 추출을 수치적으로 연구했습니다. 연속성, 난류 유체 흐름(k-ε 모델) 및 과도 확산 방정식을 풀기 위해 COMSOL 유한 요소 및 다중 물리 코드가 사용되었습니다. 짧은 시간 동안에는 H2쉘 섹션 내부의 S 농도 프로파일. 이는 확산 계수 H2이온성 액체의 S는 매우 작고 껍질 부분이 멤브레인보다 훨씬 두껍습니다. H2S는 30,000초의 시간이 지나면 이온성 액체에 거의 완전히 흡수됩니다.
[10] 이온성 액체와 그래핀 산화물 막을 이용한 황화수소(H2S) 탈황의 CFD 시뮬레이션. Fuels 2023, 4, 363-375. https://lnkd.in/dniBwT98
요약 11장: 올레핀은 석유화학 산업의 중요한 구성 요소로 플라스틱, 합성 섬유, 세제, 용제 및 기타 화학 물질과 같은 다양한 제품 생산의 원료로 사용됩니다. FCC에서는 중질유 공급 원료를 촉매 분해 장치에 주입하여 촉매와 혼합합니다. 촉매는 프로필렌과 에틸렌과 같은 올레핀을 포함한 큰 탄화수소 분자를 더 작은 조각으로 분해하는 데 도움을 줍니다. 이러한 중합 반응은 고온에서 발생합니다. 따라서 재생기 온도를 제어하고 재생기의 “핫스팟” 또는 국부적인 산화 반응을 피하기 위해(그리고 재생기 강철 클래딩의 크리프 파열을 방지하기 위해) 가능한 한 빨리 열을 제거해야 합니다. 재생기 클래딩 표면의 냉각은 스프레이 노즐에서 분사되는 물방울(스프레이)을 충돌시킴으로써 달성할 수 있습니다. 스프레이 냉각은 단상 및 2상 모두에서 균일한 냉각을 제공하고 높은 열유속을 처리할 수 있습니다. 이 연구는 재생기 스프레이 냉각 시스템의 열수력학적 설계를 제공합니다. 이 연구의 프레임워크에서는 온도 필드와 수증기 질량 분율을 시뮬레이션하기 위해 화재 역학 시뮬레이터(FDS) 소프트웨어가 적용되었습니다. 재생기 클래딩 내부의 온도장을 계산하기 위해 COMSOL 멀티피직스 유한 요소 코드가 사용되었습니다. FDS 소프트웨어를 사용하여 계산된 표면 온도와 열전달 대류 계수는 COMSOL 수치 결과 및 문헌의 이전 결과와 비교하여 성공적으로 검증되었습니다. 수치 시뮬레이션은 두 가지 경우에 대해 수행되었습니다. 첫 번째 사례는 0.5m 거리에서, 두 번째 사례는 0.2m 거리에서 수행되었으며 그리드 민감도 연구는 FDS 모델에서 수행되었습니다. 평균 온도를 계산하기 위해 시간에 따른 수치 통합을 수행했습니다. 서로 다른 그리드를 적용하여 계산한 네 가지 평균 온도의 차이는 7.4% 미만이었습니다. 계산된 표면 온도와 열전달 대류 계수는 COMSOL 수치 결과 및 이전 연구와 비교하여 성공적으로 검증되었습니다. 두 번째 경우 계산된 온도가 감소하는 것으로 나타났습니다. 물 분무 시스템이 강철 클래딩에 접근함에 따라 물 분무 시스템이 강철 벽을 더 효과적으로 냉각할 수 있었습니다.
[11] 냉각 유체 촉매 분해(FCC) 재생기를 위한 물 분무 시스템의 열수력학 시뮬레이션. Dynamics 2023, 3, 737-749. https://lnkd.in/d9hZxHEj.
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