配音云為您推薦一篇解說詞，這篇文案是由配音云老師傾心演繹。如有配音需要請聯(lián)系QQ：327468121?或者致電配音熱線：13568829740 ? ?? 在人們的印象中，化工是一門實驗科學(xué)，依賴大量的實驗和經(jīng)驗?；どa(chǎn)過程的實現(xiàn)是一個逐級放大的試驗研究過程。許多化工過程在高溫、高壓、高危條件下進行，例如，合成氨、催化裂化、雙氧水的制備等，研發(fā)難度大，成本高，一直是困擾化學(xué)工程師的難題。 隨著化學(xué)工程理論的日益完善和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，對實際化工過程進行模擬計算，引起了化學(xué)工程師的廣泛興趣。一種更準(zhǔn)確、更高效、更智能的化工過程開發(fā)模式呈現(xiàn)在我們面前，這就是數(shù)字化工。流體流動是化工過程的普遍現(xiàn)象，揭示不同化工設(shè)備內(nèi)流體流動的流體力學(xué)狀況和變化規(guī)律，對于化工過程及設(shè)備的精準(zhǔn)設(shè)計和穩(wěn)定運行至關(guān)重要。
攪拌釜反應(yīng)器是一類典型的與流體流動相關(guān)的化工設(shè)備，占行業(yè)總產(chǎn)值50%左右的化學(xué)品的生產(chǎn)與攪拌釜有關(guān)。攪拌釜的核心是攪拌槳。借助計算流體力學(xué)方法，可以快速計算出不同攪拌槳、不同操作條件下反應(yīng)器內(nèi)流體的速度分布、壓強分布、氣含率分布等，為攪拌槳和反應(yīng)器的設(shè)計及操作提供重要依據(jù)。顆粒加工是另一類典型的化工過程，在醫(yī)藥、食品、石化、冶金等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。與流體不同，顆粒系統(tǒng)是離散的，涉及的顆粒數(shù)量巨大，顆粒的形狀、硬度、粘結(jié)性的差異等，都增加了顆粒運動的復(fù)雜性，很難用實驗方法開展研究。研究人員開發(fā)了很多數(shù)學(xué)模型對顆粒運動進行描述，其中最具代表性的是離散單元法。該方法通過跟蹤每個顆粒的運動，獲得顆粒體系演化的規(guī)律。
這是對一個圓錐形藥物混合器中，約66萬顆?；旌线^程的數(shù)值模擬結(jié)果。發(fā)現(xiàn)未傾斜的混合器以30轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)20圈時仍有明顯分界。而傾斜45度，采用相同轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)15圈就混合均勻，可見傾斜混合器的混合效果更具優(yōu)勢。離散單元法還可以處理具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，如工業(yè)螺旋輸送器中的熱量傳遞、質(zhì)量傳遞過程。還有很多化工過程，既要考慮流體運動，又要考慮顆粒運動，對數(shù)值模擬提出了更高的挑戰(zhàn)。為此，科學(xué)家們提出了多種解決方法，其中能量最小多尺度法，簡稱EMMS模型，是中國科學(xué)家提出的、應(yīng)用較為廣泛的一種。
流化床反應(yīng)器是石化工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的裝置。在流化床反應(yīng)器中，顆粒跟隨流體運動的過程稱為流態(tài)化。隨著氣體速度的增加，流化床的顆粒層會形成膨脹、鼓泡、湍動、快速流化和稀相輸送等一系列變化，很難用簡單的數(shù)學(xué)模型進行描述。依據(jù)EMMS模型，將反應(yīng)器定義為宏觀尺度，顆粒聚團定義為介觀尺度，單個顆粒定義為微觀尺度，分別用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對它們進行描述，可以既精確又快速地對流化過程進行數(shù)值模擬。
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