Chemical Reaction Engineering Module

Software Para Modelar Balanços de Massa e Energia, bem como Reações Químicas

Chemical Reaction Engineering Module

Um reator de placas onde reações químicas ocorrem por toda a parte e produtos químicos reagentes são introduzidos em dois pontos no reator.

Perfeito Para Todas as Indústrias Químicas e de Processos

Otimizar reatores químicos, equipamentos de filtração, misturadores e outros processos fica mais fácil com o Chemical Reaction Engineering Module. Ele contém ferramentas para simular o transporte de espécies e a transferência de calor junto com cinéticas químicas arbitrárias em todos os tipos de ambiente – gases, líquidos, meios porosos, sobre superfícies e dentro de fases sólidas – ou combinações de todos esses. Isso o torna perfeito para todas as aplicações das indústrias químicas e de processos e até mesmo dentro da engenharia ambiental, onde a "unidade de processos" ou o "reator químico" é o meio-ambiente.

Convecção e Difusão Com Cinéticas Químicas Arbitrárias

O Chemical Reaction Engineering Module contém interfaces intuitivas para você definir o transporte de materiais em soluções ou misturas diluídas e concentradas por convecção, difusão e migração iônica de um número arbitrário de espécies químicas. Elas se conectam facilmente a definições de cinéticas de reação reversíveis, irreversíveis e de equilíbrio que podem ser descritas pela equação de Arrhenius, ou qualquer lei de taxa arbitrária, onde os efeitos da concentração e da temperatura sobre a cinética podem ser incluídos. A interface para definir reações químicas é direta, visto que fórmulas químicas e equações são inseridas essencialmente como se você as escrevesse no papel. O COMSOL define as expressões de reação adequadas usando a lei de ação das massas, que você pode alterar ou sobrescrever com suas próprias expressões cinéticas. A estequiometria em suas fórmulas de reação é usada para definir automaticamente balanços de massa e energia, sejam eles homogêneos ou heterogêneos, ocorrendo em volumes ou em superfícies.

Imagens adicionais:

  • Queimador a Jato Circular: Simulação da combustão turbulenta em um queimador a jato. Os resultados mostram a temperatura e fração mássica de CO2 na reator a jato. Queimador a Jato Circular: Simulação da combustão turbulenta em um queimador a jato. Os resultados mostram a temperatura e fração mássica de CO2 na reator a jato.
  • Célula de Escoamento com Biosensores: Simulação de uma célula de escoamento contendo micropillares revestidos com um material ativo para apoiar a adsorção de uma amostra. Os resultados mostram linhas de corrente de velocidade e a distribuição da concentração das espécies adsorvidas. Célula de Escoamento com Biosensores: Simulação de uma célula de escoamento contendo micropillares revestidos com um material ativo para apoiar a adsorção de uma amostra. Os resultados mostram linhas de corrente de velocidade e a distribuição da concentração das espécies adsorvidas.
  • Simulador de Reator Tubular: Este é um aplicativo que simula um reator tubular de gás, as reações químicas acontecem em uma corrente de gás que transporta os reagentes a partir da entrada para a saída. O transporte de massa e energia ocorrer através dos processos de convecção-difusão e convecção-condução. Simulador de Reator Tubular: Este é um aplicativo que simula um reator tubular de gás, as reações químicas acontecem em uma corrente de gás que transporta os reagentes a partir da entrada para a saída. O transporte de massa e energia ocorrer através dos processos de convecção-difusão e convecção-condução.
  • Purificador de Água por Complexação a Prata: Muitos processos industriais deixam resíduos de íons metálicos tóxicos dissolvidos em processos de escoamentos. Este exemplo mostra um modelo de um reator de purificação onde os íons de prata são complexado a diamina prata para remoção. Purificador de Água por Complexação a Prata: Muitos processos industriais deixam resíduos de íons metálicos tóxicos dissolvidos em processos de escoamentos. Este exemplo mostra um modelo de um reator de purificação onde os íons de prata são complexado a diamina prata para remoção.
  • Simulador de Reator Tubular: Este é um aplicativo que simula um reator tubular de gás, as reações químicas acontecem em uma corrente de gás que transporta os reagentes a partir da entrada para a saída. O transporte de massa e energia ocorrer através dos processos de convecção-difusão e convecção-condução. Simulador de Reator Tubular: Este é um aplicativo que simula um reator tubular de gás, as reações químicas acontecem em uma corrente de gás que transporta os reagentes a partir da entrada para a saída. O transporte de massa e energia ocorrer através dos processos de convecção-difusão e convecção-condução.
  • Reator de Leito Empacotado: Este modelo calcula a distribuição da concentração do gás do reator que flui em torno de péletes catalíticos, utilizando também uma dimensão extra para modelar a sua distribuição de concentração no interior de cada péletes catalíticos porosos. São mostrados as linhas de corrente de velocidade na parte inferior do reator, onde o gráfico de cores indica a concentração. Reator de Leito Empacotado: Este modelo calcula a distribuição da concentração do gás do reator que flui em torno de péletes catalíticos, utilizando também uma dimensão extra para modelar a sua distribuição de concentração no interior de cada péletes catalíticos porosos. São mostrados as linhas de corrente de velocidade na parte inferior do reator, onde o gráfico de cores indica a concentração.

Fenômenos de Transporte Completos

Ferramentas para cálculo de propriedades termodinâmicas, inclusive oriundas de fontes externas, são incluídas no Chemical Reaction Engineering Module a fim de aumentar o acoplamento do transporte de calor e balanços de entalpia ao transporte de espécies e reações químicas. Interfaces com o usuário para definir o transporte do momento também estão disponíveis, levando-se em conta a descrição completa dos fenômenos de transporte do processo. Isso inclui escoamento laminar e escoamento em meios porosos descritos pela equação de Navier-Stokes, pela Lei de Darcy e pelas Equações de Brinkman. Acoplando o CFD Module ou o Heat Transfer Module à modelagem, também é possível incorporar escoamento turbulento, multifásico e não isotérmico, bem como a transferência de calor por radiação.

Essencial Para Otimizar Seus Processos de Reação Química

O Chemical Reaction Engineering Module é útil para engenheiros e cientistas que trabalham nas indústrias química, de processos, de energia elétrica, farmacêutica, de polímeros e alimentícia, onde o transporte de espécies e a reação química constituem parte integrante dos processos com que trabalham. Ele oferece ferramentas para estudar todas as facetas dessas aplicações: desde estudos em tubo de ensaio em um laboratório à reestruturação de um reator químico no meio de uma usina. Suas cinéticas químicas podem ser simuladas intrinsecamente em ambientes controlados para descrevê-las com precisão usando recursos integrados para estimar parâmetros e compará-los a dados experimentais. A partir daí, o Chemical Reaction Engineering Module fornece vários tipos de reatores predefinidos para estudos mais avançados:

  • Reatores em batelada e semibatelada
  • Reatores-tanque de agitação contínua (CSTR)
  • Reatores de escoamento constante (Plug Flow)

Eles são todos fornecidos com definições adequadas para massas ou volumes constantes ou variável, bem como condições isotérmicas, não isotérmicas e adiabáticas. Perfeitos para incorporar sua cinética otimizada em um ambiente de processos, esses modelos simples permitem um melhor entendimento de seu sistema e permitem que você simule uma infinidade de diferentes condições operacionais. Com todo o conhecimento que você ganha dessa maneira, sua próxima etapa é otimizar o projeto de sua unidade e refinar suas condições operacionais por meio de um modelo 2D axissimétrico ou modelo 3D. O recurso Generate Space-Dependent Model pode ser usado para incorporar totalmente balanços de massa e energia do seu sistema junto com o escoamento e a velocidade de reação.

Modeling the Electrochemistry of Blood Glucose Test Strips

A Multiscale 3D Packed Bed Reactor

Syngas Combustion in a Round-Jet Burner

Thermal Decomposition

Surface Reactions in a Biosensor

NOx Reduction in a Monolithic Reactor

Carbon Deposition in Heterogeneous Catalysis

Transport in an Electrokinetic Valve

Porous Reactor with Injection Needle

Chemical Vapor Deposition of GaAs

Dissociation in a Tubular Reactor