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 разрабатывается 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.
Статья "Численное моделирование в ПК FlowVision
Авторы: А. А. Аксёнов (1), С. В. Жлуктов (1), В. С. Каширин (2), М. Л. Сазонова (2), С. Г. Черный (3), Е. А. Дроздова (4), А. А. Роде (4)
1. Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
2. ООО "ТЕСИС", Москва, Россия
3. Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
4. ООО "Омсктехуглерод", Омск, Россия
Скачать PDF 3433КБ
Журнал "Компьютерные исследования и моделирование": ссылка
Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.