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文档简介

学生：许敏导师：刘辉教授专业：化学工程与技术2017.03.1结构化反应器中催化裂解反应CFD数值模拟2016北京化工大学硕士论文答辩1.

物理模型和模型假设模型假设：反应器入口处流体的温度、速度和组成均一；反应器出口处常压；反应器孔道外围被设定为对称边界条件,在孔道内壁无滑移；压降小，可以忽略；物理模型：平面图（a）物理模型(b)计算域z1.1催化剂的涂覆方式（a）将催化剂薄层（小于0.1mm）直接涂覆在孔道表面,在反应的时候直接认为是表面反应。(b)将具有一定厚度(大于0.1mm)的多孔催化剂层涂敷于堇青石载体上,形成多孔催化剂层。(c)将催化剂与孔道支持物茧青石直接混合,形成细小催化剂孔道,反应的时候存在内扩散,此时将反应看作是体积反应。（a）(b)(c)2.

数学模型-主控方程1.连续性方程2.动量方程3.能量方程4.组分质量平衡方程Gasphase：Solidphase：1.能量平衡方程：2.理想气体状态方程：2.

数学模型-主控方程壁面认定为表面反应：3.

数学模型-化学反应1.C4混合经催化裂解制低碳稀烃反应根据C4混合烃催化裂解制低碳稀经的反应机理,将反应物和产物划分为六个集总。图一C4混合经催化裂解六集总动力学模型反应网络数学模型-化学反应表1-1C4混合经原料性质数学模型-化学反应

表2C4径六集总反应动力学参数表3混合气物性计算式

数学模型-化学反应1.组分输运方程：2.气固间能量传递方程4.化学反应热焓：3.化学反应速率：催化裂解过程：4.

入口速度入口（4.384m/s）水力直径（0.006m）温度（673.15K）出口压力出流（常压）壁面绝热无滑移边界条件模型的设置和参数的选择孔道长300mm,横截面边长6.8mm,壁厚0.8mm,涂层厚度0.08mm,内孔道边长6mm.利用Gambit软件(version2.3.16)对堇青石结构进行六面体网格划分。然后网格文件被输送到FLUENT软件(versinn6.3.21),选择层流模型、SIMPLE算法进行计算。5.

数值求解数值求解流程图

采用CFD软件FLUENT14.5进行3D稳态模拟计算。其中，压力-速度耦合方程采用SIMPLE算法，压力、动量以及各组分的计算采用二级迎风格式。

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