Materialdaten sammeln
Mit dem Release der neuen Version 5.5 ist es nun möglich, in Comsol Materialmodelle aus den thermodynamischen Eigenschaften von Gemischen zu erstellen.
Sobald das Material erstellt ist, kann es verwendet werden, um damit verschiedenste Dinge wie Fluidströmungen, Wärme- und/oder Stofftransport zu berechnen. Diese neue Funktionalität kann in zwei neuen Demo-Modellen praktisch angewendet und getestet werden:
Demobeispiel 1: Motorkühlmitteleigenschaften
Der Motorblock eines Autos beinhaltet einen Kühlmantel, um überschüssige Wärme aus der Verbrennung abzuführen. Der Kühlmantel besteht aus offenen Räumen im Zylinderblock und im Zylinderkopf. Bei laufendem Motor wird eine Kühlflüssigkeit durch den Mantel gepumpt, um eine Überhitzung des Motors zu verhindern. Die Optimierung der Wärmeabfuhr ist wichtig, um das Sieden von Kühlmittel zu minimieren, Motorausfälle zu vermeiden und in jüngster Zeit den Gesamtwirkungsgrad durch Abwärmenutzung zu verbessern. Dieses Beispiel zeigt, wie die Thermodynamik genutzt werden kann, um die Leistung verschiedener Motorkühlmittel zu bewerten. Die Abbildung zeigt, wie das Material „Liquid: ethylene glycol-water“ vom neuen Materialerstellungsassistenten für dieses Modell erzeugt wird.
Demobeispiel 2: Analyse der NOx-Reaktionskinetik
Diese Beispielserie veranschaulicht die Modellierung der selektiven NO-Reduktion, die auftritt, wenn Rauchgase durch die Kanäle eines monolithischen Reaktors im Abgassystem eines Kraftfahrzeugs geleitet werden. Ziel der Simulationen ist es, die optimale Dosierung von NH3, dem Reaktanden, der als Reduktionsmittel im Prozess dient, zu finden.
Es werden drei verschiedene Analysen durchgeführt:
Kinetische Analyse
Das Beispiel betrachtet die selektive Reduktion in einem einzelnen Kanal des monolithischen Reaktors genauer. Die Reaktionskinetik wird mit dem Reaktionstechnik-Interface unter Verwendung des Plug-Flow-Reaktortyps analysiert.
Detaillierte Prozessmodellierung
Das Beispiel verwendet die optimale Dosierung von NH3, wie sie im obigen Beispiel als Ausgangspunkt gefunden wurde. Dieses Modell ist in 3D aufgebaut und kann so die volle Raumabhängigkeit des Problems mit noch besserer Abstimmung der Dosierstufe aufzeigen.
Modellierung der thermischen Last
Das Modell untersucht thermische Belastung im Monolith, die durch die Wärmeabgabe der chemischen Reaktionen verursacht werden. Für diese Analyse wird das obige 3D-Modell zusammen mit einem Mechanik-Interface aus dem Structural Mechanics Module verwendet.
