CFD-МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГАЗОВОГО ПОТОКА В ПОРИСТОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО РЕГЕНЕРАТОРА
Одной из задач в инженерных расчетах систем термохимической регенерации теплоты является определение аэродинамического сопротивления слоя катализатора в термохимическом регенераторе. Исследование динамики потока осуществлено экспериментально и численно. Вычислительный эксперимент выполнен в программном продукте ANSYS Fluent. Осуществлено научное обоснование и верификация заложенных в ANSYS Fluent физико-математических подходов для задачи моделирования динамики газового потока в пористых средах. Определены потери давления в слое катализатора для различных скоростей потока на входе в регенератор. Полученные результаты верифицированы с экспериментальными данными. Для полученных результатов наблюдается характерная квадратичная зависимость потерь давления от скорости ∆p=f(w2). На основании данных CFD-моделирования установлено, что коэффициент местных потерь (ξ) слоя катализатора зависит от скорости газового потока, протекающего через слой. С уменьшением скорости потока увеличивается значение коэффициента местных потерь. Так, если для скорости 1м/с коэффициент ξ=140, то для скорости 0,2м/с коэффициент ξ=168. Разработанная модель позволяет производить вычислительные эксперименты для каталитических слоев, заполненных гранулами различной формы и пористости. Полученные результаты могут быть использованы в инженерных расчетах способа повышения энергетической эффективности теплотехнологических и теплоэнергетических установок, который основан на термохимической трансформации тепловой энергии дымовых газов в химическую энергию нового синтетического топлива, а также в расчетах химических реакторов паровой конверсии метана. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы для расчета печей конверсии метана, в которых используются пористые катализаторы на основе оксида никеля.