شبیه سازی عددی راکتور احتراق کاتالیستی جریان معکوس برای حذف ترکیبات آلی فرار

در این پژوهش، یک مدل سه بعدی از راکتور احتراق کاتالیستی جریان معکوس برای تصفیه ترکیبات آلی فرار با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت توسعه یافت. با توجه به چالش های عملیاتی راکتورهای جریان معکوس در کاربردهای صنعتی، چهار ساختار بهینه شده شامل ترکیب هایی از شبکه ها و صفحات متخلخل طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفتند. شبیه سازی ها با مدل آشفتگی - RNG و مدل محیط متخلخل برای بستر کاتالیست انجام شد و شرایط مرزی شامل ورودی، سرعت خروجی، فشار و دیواره های عایق در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که راکتور مجهز به شبکه ۲۰ میلی متری و صفحه متخلخل ۵ میلی متری بهترین عملکرد را دارد؛ به طوری که شاخص یکنواختی وزنی شده سطحی سرعت به ۰/۹۲۰ رسید. ضریب مقاومت محلی این ساختار ۰/۰۲۹ بود که نشان دهنده افت فشار ناچیز و کارایی هیدرودینامیکی بالا است. همچنین، راکتور جریان معکوس بر اساس این ساختار بهینه سازی شد و نتایج نشان داد که این سیستم بازیابی گرمای هدر رفته را به طور چشمگیری بهبود می بخشد. اعتبارسنجی مدل از طریق آزمون استقلال شبکه (با خطای کمتر از ۸٪) و همگرایی نتایج تایید شد. یافته ها نشان می دهد که ساختار پیشنهادی می تواند به عنوان راهکاری کارآمد برای کاربردهای صنعتی در حذف VOCها مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی عددی ، راکتور احتراق کاتالیستی ، جریان معکوس