شبیه‌سازی همزمان کوره و لوله‌های ریفرمر تولید متانول صنعتی با در نظر گرفتن هندسه و شرایط عملیاتی

کوره‌های اصلاح متان بخار از گذشته مورد توجه بوده‌اند. به علت پیچیدگی فیزیک و معادلات حاکم اغلب با فرض‌های ساده کننده بررسی شده‌اند و شبیه‌سازی یکی از دو هندسه مجموعه که شامل کوره و لوله ریفرمر می‌شود مورد بررسی بوده است. با پیشرفت دینامیک سیالات محاسباتی امکان شبیه‌سازی دقیق‌تر فراهم شده، این پژوهش به شبیه‌سازی کامل و جفت شده کوره تولید متانول صنعتی با هندسه و شرایط عملیاتی در نرم‌افزار انسیس فلوئنت پرداخته است. معادلات انتگرودیفرانسیلی مساله با انتخاب مدل‌های مناسب فیزیکی شبیه‌سازی شده‌اند. الگوریتم شبیه‌سازی به صورت رفت‌‌و برگشتی میان کوره و ریفرمر با استفاده از دما و شار حرارتی در سطح مشترک به عنوان شرط مرزی بوده است، این فرایند تا حصول نتیجه‌ای با اختلاف ناچیز ناشی از هر دو حل و خطای 2 درصدی با مقادیر تجربی موجود از واحد صنعتی در خروجی مجموعه ادامه یافته است. برای شبیه‌سازی احتراق کوره از مدل کسر مخلوط، انتقال حرارت تشعشعی کوره از مدل دسته‌بندی گسسته استفاده شده است. آشفتگی جریان با مدل دومعادله‌ای کی-اپسیلون ، فرایند اصلاح متان‌بخار با سینتیک تجربی سه‌معادله‌ای و معادلات بقا برای لوله ریفرمر با اثر وجود محیط متخلخل مدل شده است. با همگرایی مساله انطباق خوبی میان نتایج شبیه‌سازی و داده‌های تجربی مشاهده شد.