Все выпуски

[ Switch to English ]

Численное моделирование в ПК FlowVision распыла и испарения сырья в потоке газа-теплоносителя при печном производстве технического углерода

Аксёнов А.А., Жлуктов С.В., Каширин В.С., Сазонова М.Л., Черный С.Г., Дроздова Е.А., Роде А.А.
 pdf (3433K)

Технический углерод (сажа) — продукт, получаемый термическим разложением (пиролизом) углеводородов (как правило, нефти) в потоке газа-теплоносителя. Технический углерод широко применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и пластических масс. В производстве шин используется 70% всего выпускаемого углерода. При печном производстве углерода жидкое углеводородное сырье впрыскивается форсунками в поток продуктов сгорания природного газа. Происходит распыл и испарение сырья с дальнейшим пиролизом. Важно, чтобы сырье полностью испарилось до начала пиролиза, иначе будет образовываться кокс, загрязняющий продукт. Для совершенствования технологии производства углерода, в частности обеспечения полного испарения сырья до начала пиролиза, невозможно обойтись без математического моделирования самого процесса. Оно является важнейшим способом получения наиболее полной и детальной информации об особенностях работы реактора.

В программном комплексе (ПК) FlowVision разрабатываются трехмерная математическая модель и метод расчета распыла и испарения сырья в потоке газа-теплоносителя. Для отработки методики моделирования в качестве сырья выбрана вода. Рабочими веществами в камере реактора являются продукты сгорания природного газа. Движение капель сырья и испарение в потоке газа моделируются в рамках эйлерова подхода взаимодействия дисперсной и сплошной сред. Представлены результаты расчета распыла и испарения сырья в реакторе для производства технического углерода. По найденному в каждый момент времени распределению множества капель распыла сырья в реакторе определяется важный параметр, характеризующий мелкость распыла — средний саутеровский диаметр.

Ключевые слова: математическое моделирование, FlowVision, дисперсная среда, дробление капель, испарение
Цитата: Аксёнов А.А., Жлуктов С.В., Каширин В.С., Сазонова М.Л., Черный С.Г., Дроздова Е.А., Роде А.А. Численное моделирование в ПК FlowVision распыла и испарения сырья в потоке газа-теплоносителя при печном производстве технического углерода // Компьютерные исследования и моделирование, 2023, т. 15, № 4, с. 921-939
Citation in English: Aksenov A.A., Zhluktov S.V., Kashirin V.S., Sazonova M.L., Cherny S.G., Drozdova E.A., Rode A.A. Numerical modeling of raw atomization and vaporization by flow of heat carrier gas in furnace technical carbon production into FlowVision // Computer Research and Modeling, 2023, vol. 15, no. 4, pp. 921-939
DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-921-939
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3366/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований