COMSOL Multiphysics^® 6.1 リリースハイライト

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化学反応工学モジュールアップデート

化学反応工学モジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics^® バージョン 6.1 では, 化学種輸送マルチフィジックスインターフェースを備えた新しい分散2相流, 充填ベッドの縮小コアモデルオプション, および高度な化学式が導入されています. これらのアップデートの詳細については, 以下をご覧ください.

化学種輸送を伴う分散2相流れ

2相流における化学種輸送と反応をモデル化する機能は, 新しい分散二相流と化学種輸送インターフェースによって大幅に強化されています. この新しいマルチフィジックスインターフェースは, 連続液相内の液滴または気泡で構成される2つの相間の化学種輸送を記述します. この機能を使用して, 液液抽出やプロセス排気ガスのウェットスクラビングなどの分離プロセスをモデル化できます. このような2相システムは, バルクおよびファインケミカル産業の両方で一般的です.

Two side-by-side extraction column geometries with concentrations visible in the Rainbow color table.

抽出カラム内の抽出された溶質の濃度 (左) および連続相速度 (右) の場.

充填ベッドの収縮コアモデル

気相反応物が1つの固体反応物と1つの固体生成物と組み合わされた, 充填ベッドでの不均一反応は, 多くの場合, 収縮コアモデルによって記述されます. このようなプロセスでは, 不均一反応は固体粒子の最も外側の部分から始まります. 固体生成物が形成されると, 反応ゾーンが粒子の中心に向かって内側に移動し, 収縮するコアが形成されます. 充填層機能には, 固体反応物質の収縮コアと, 固体製品の外層全体への気相反応物質の拡散を記述する収縮コアモデルオプションが含まれるようになりました. これにより, 不活性灰層の生成を伴う固体燃料の燃焼や, シリコン酸化プロセスにおけるシリコンからの酸化ケイ素ペレット (石英) の生成などのプロセスのモデル化が容易になります.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Pellet node selected, the corresponding Settings window, and the Gas Concentration, Pellet window open, showing a graph with blue and green lines to represent CO and CO2, respectively.

収縮コアモデルに設定されたペレットタイプを示すペレットノード設定. プロットは, さまざまな時間ステップでの一酸化炭素 (青) と二酸化炭素 (緑) を示しており, 還元された鉄鉱石の成長する多孔質層を通って, ペレット内の鉄鉱石の未反応のコアに拡散します.

新しいペレット可視化

新しいペレットプロットでは, 溶液の大部分と多孔質ペレット内の反応種を同時に可視化できます. 新しい機能を使用して, ペレットまたは同様のオブジェクトの流れを, 球または3つの直交する塗りつぶされた円 (スライス) として可視化できます.

A packed bed reactor model with spherical pellets showing the concentration.

球状触媒ペレットからなる充填ベッド反応器内の反応物の濃度.

高度な化学式

化学種と化学反応に, より高度な式を使用できるようになりました. 括弧記号 (), [], および {} は, 配位錯体などの分子式の構造単位を示します. 読みやすくするために, 化学種全体または分子構造の一部を示すような, 反応式で簡略化された名前を使用できます. 反応平衡化が実行される場合, 完全な組成と電荷が考慮されます.