Large eddy simulation of precipitation process carried out in jet reactors

• Autorzy: Makowski Ł. , Wojtas K. , Orciuch W. , Bałdyga J.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie procesu precypitacji w reaktorach zderzeniowych przy użyciu modeli wielkowiowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an application of large eddy simulations to predict a course of precipitation process carried out in selected types of jet reactors. In the first part of this work the simulations results were validated using PIV and PLIF techniques and also by comparing model predictions with experimental data for fast parallel chemical test reactions. In the second part of this work predictions of modeling are compared with experimental data for BaSO4 precipitation. Precipitation model is tested in this part also by comparing predictions of the model based on LES with results obtained using the multiple-time-scale mixing model combined with the k‒ɛ model.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie modelowania wielkowirowego procesu precypitacji siarczanu baru przebiegającego w reaktorach zderzeniowych. W pierwszej części pracy uzyskane wyniki numeryczne zweryfikowano z wykorzystaniem technik laserowych oraz z wynikami doświadczalnymi dla przebiegu złożonych reakcji chemicznych. W drugiej części pracy rozważano przebieg procesu precypitacji siarczanu baru. Wyniki modelowania wielkowirowego dodatkowo porównano z wynikami symulacji z użyciem modelu k‒ɛ oraz modelu mieszalnik burzliwego.

Słowa kluczowe

EN

jet reactor; mixing; precipitation process; large eddy simulation

PL

reaktor zderzeniowy; mieszanie; precypitacja; modelowanie wielkowirowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 2-Ch
• Strony: 95--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Makowski Ł.

• Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Wojtas K.

• Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Orciuch W.

• Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Bałdyga J.

• Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Bałdyga J., Bourne J.R., Turbulent Mixing and Chemical Reactions, Wiley, Chichester,1999.
• [2] Söhnel O., Garside J., Precipitation, Butterworth-Heinemann, Oxford,1992.
• [3] Jaworski Z., Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2005.
• [4] CookA.W., Riley J.J., A subgrid model for equilibrium chemistry in turbulent flows, Phys. Fluids, vol. 6, 1994, 2868-2870.
• [5] Michioka T., Komori S., Large-Eddy Simulation of a turbulent reacting liquid flow, AIChE J., vol. 50, 2004, 2705-2720.
• [6] Makowski Ł., Bałdyga J., Large Eddy Simulation of mixing effects on the course of parallel chemical reactions and comparison with k–ε modeling, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 50, 2011, 1035-1040.
• [7] Bałdyga J., Turbulent mixer model with application to homogeneous, instantaneous chemical reactions, Chem. Engng Sci., vol. 44, 1989, 1175-1182.
• [8] Bałdyga J., Makowski Ł., CFD modelling of mixing effects on the course of parallel chemical reactions carried out in a stirred tank, Chem. Eng. Technol., vol. 27, 2004, 225-230.
• [9] Bałdyga J., Podgórska W., Pohorecki R., Mixing-precipitation model with application to double feed semibatch precipitation, Chem. Engng Sci., vol. 50, 1995, 1281-1300.
• [10] Bałdyga J., Orciuch, W., Closure problem for precipitation, Transactions of the Institution of Chemical Engineering, vol. 75A, 1997, 160-170.
• [11] Wong D. C. Y., Jaworski Z., Nienow A. W., Effect of ion excess on particle size and morphology during barium sulphate precipitation: an experimental study, Chem. Engng Sci., vol. 56, 2001, 727-734.
• [12] Marchisio D. L., Barresi A. A., Garbero, M., Nucleation, growth and agglomeration in barium sulfate turbulent precipitation, AIChE Journal, vol. 48, 2002, 2039-2050.
• [13] Nielsen A. E., Electrolite crystal growth mechanisms, Journal of Crystal Growth, vol.67, 1984, 289-310.
• [14] Hulburt H. M., Katz S., Some problems in particle technology ‒ a statistical mechanical formulation, Chem. Engng Sci., vol. 19, 1964, 555-547.
• [15] Bałdyga J., Orciuch W., Barium sulphate precipitation in a pipe ‒ an experimental study and CFD modelling, Chem. Engng Sci., vol. 56, 2001, 2435-2444.
• [16] Makowski Ł., Bałdyga J., Large Eddy Simulation of mixing effects on the course of parallel chemical reactions and comparison with k–ε modeling, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 50, 2011, 1035-1040.

Uwagi

EN

This work was supported by the by National Science Centre (Decision No DEC-2013/09/B/ST8/02869).