شبیه سازی ترمودینامیک با کامسول با استفاده از پایگاه داده خواص ترمودینامیکی می تونیم خصوصیات سیال وابسته به ترکیب و دما را به راحتی مشخص کنیم. برای سیستم های واکنش دهنده ، پایگاه داده آنتالپی شکل گیری و آنتالپی واکنش را محاسبه می کند. برای جریان سیال و انتقال گرما و جرم ، پایگاه داده می تواند گرانروی ، چگالی ، ظرفیت گرما ، رسانایی گرمایی و نفوذ مایعات و گازها را محاسبه کند. برای سیستم های دارای چندین فاز ، پایگاه داده ویژگی های ترمودینامیکی ترکیب فازها را در حالت تعادل محاسبه می کند.
آموزش شبیه سازی با کامسول
آموزش شبیه سازی ترمودینامیک با کامسول در محلول های گاز و مایع که از مخلوط ترکیبات شیمیایی تشکیل شده اند دارای خصوصیاتی هستند که هم به ترکیب و هم به دما بستگی دارند. برای حل مشکلات جریان سیال با انتقال گرما و جرم و همچنین واکنش جریان واکنش به توضیحات دقیق این خصوصیات نیاز داریم. این ویژگی ها بر اساس متریال و مدلهای ترمودینامیکی برای خصوصیاتی مانند گرمای واکنش ، گرمای تشکیل ، ظرفیت گرما ، گرانروی ، چگالی ، رسانایی گرمایی و نفوذ است.
شبیه سازی ترمودینامیک و انجام پروژه کامسول برای سیستم های متشکل از چندین فاز ، مدل های ترمودینامیکی قادر به توصیف ترکیب فازها در تعادل هستند. به عنوان مثال ، برای محاسبات فلاش ، مدلهای ترمودینامیکی می توانند ترکیب یک مخلوط مایع را در حالت تعادل با فاز بخار آن محاسبه کنیم.
برای مخلوط های گازی ، مدل های ترمودینامیک زیر موجود است:
انجام شبیه سازی کامسول گاز ایده آل
انجام شبیه سازی کامسول پنگ-رابینسون
انجام شبیه سازی کامسول پنگ-رابینسون (توو)
Soave-Redlich-Kwong انجام شبیه سازی کامسول
Soave-Redlich-Kwong (Graboski-Daubert) انجام شبیه سازی کامسول
برای مخلوط های مایع و مخلوط های مایع بخار ، این مدل ها مورد استفاده است:
Chao-Seader (Grayson-Streed) انجام پروژ ترمودینامیک کامسول
انجام پروژ ترمودینامیک کامسول ویلسون
NRTL انجام پروژ ترمودینامیک کامسول
UNIFAC VLE انجام پروژ ترمودینامیک کامسول
UNIQUAC انجام پروژ ترمودینامیک کامسول
آموزش شبیه سازی ترمودینامیک با کامسول
در این شبیه سازی با کامسول ما قصد داریم با استفاده از سه مثال مختلف ، عملکرد را در پایگاه داده جدید ویژگی های ترمودینامیکی بررسی کنیم. مثال اول مربوط به محاسبه خصوصیات سیال برای جریان غیر گرمایی است. مثال دوم مدلی از یک راکتور لوله ای است که علاوه بر خاصیت انتقال ، واکنش های شیمیایی نیز در نظر گرفته می شود. آخرین مثال یک فرآیند تقطیر را مطالعه می کند ، جایی که از پایگاه داده خواص ترمودینامیکی برای محاسبه تعادل بخار مایع (محاسبات فلاش) ، از جمله تراکم و تبخیر استفاده می شود.
شبیه سازی انتقال حرارت در یک مخلوط آب – گلیکول
اولین مثال ، مدلی از انتقال حرارت در موتور احتراق چهار سیلندر است. در شرایط هوای سرد محیطی ، مایع خنک کننده ای که در داخل کانال های موجود در بلوک موتور جریان دارد ، مخلوطی از گلیکول و آب است.
خصوصیات خنک کننده – مانند ظرفیت گرما ، هدایت حرارتی ، چگالی و گرانروی – به ترکیب مخلوط و دما بستگی دارد. در این حالت ، مدل ترمودینامیکی UNIFAC VLE است. برای هدایت حرارتی مخلوط از یک مدل ایده آل استفاده می شود.
نمودار زیر رسانایی گرمایی را به عنوان تابعی از کسر مولی گلیکول در مخلوط و دما نشان می دهد. می توانیم ببینیم که رسانایی گرمایی برای مخلوطی از کسری مولی از گلیکول 0.1 – 25-30٪ بزرگتر از مخلوطی از 0.5 مول کسر گلیکول در هر دما است. تغییرات هدایت حرارتی از -10 درجه سانتیگراد در بازه 110 درجه سانتیگراد برای هر ترکیب داده شده حدود 20٪ است (از 0.1 تا 0.5 مول از گلیکول).
انجام شبیه سازی با comsol
برای مهندسان شیمی ، پایگاه داده خواص ترمودینامیکی همچنین امکان مدل سازی سیستمهای واکنش دهنده را فراهم می کند ، جایی که گرمای واکنش و آنتالپی واکنشهای انتقال فاز را می توان به طور خودکار از پایگاه داده محاسبه کرد. شکل زیر غلظت واکنش دهنده ها و محصولات و همچنین درجه حرارت در یک راکتور لوله ای برای هیدروالدیلکیلاسیون حرارتی (HDA) تولوئن را نشان می دهد که در آن بنزن محصول مورد نظر است. دو واکنش در راکتور رخ می دهد. اولین واکنش ، دی آلکیلاسیون برگشت ناپذیر و تولوئن است.
محاسبات شبیه سازی ستون تقطیر با کامسول
مثال سوم یک ستون تقطیر را با کامسول شبیه سازی می کنیم ، جایی که مخلوط مایع آب و اتانول به داخل لوله ها و بین بخشهای بدون حرکت در گردش است. مایعات حاصل از مکش به پایین ستون می رود و در دیگ بخار گرم می شود و تا حدی بخار می شود. به طور معمول ، مقداری از مایع موجود در دیگ بخار به طور مداوم به عنوان محصول حذف می شود. بخار تولید شده در دیگ بخار به سمت بالای ستون بالا می رود ، جایی که در کندانسور متراکم می شود. مقداری از مایع غلیظ شده در کندانسور به طور معمول به عنوان محصول یا تقطیر خارج می شود. باقیمانده مایع متراکم شده به عنوان ریفلاکس به پایین ستون انتقال داده می شود.
