案例研究
“我们已经能够使用Ansys计算流体动力学(CFD)万博模拟软件来模拟我们独特的化学气相沉积(CVD)系统，以排除实验故障，并为生产和加工合成纳米材料的新设计原型。通过他们的软件包，我们可以优化系统配置，以提高产量、效率，并确保产品质量的一致性。”万博网
——William Livernois，化学工程师/美国硼石公司
简介
作为氮化硼纳米管的制造商，我们必须优化连续生产系统的每个阶段的效率，以有效地扩大生产规模。借助Ans万博ys计算流体动力学(CFD)软件，我们可以同时模拟许多不同的工艺配置，从而在工艺开发过程中节省时间和金钱。我们的模拟结果还启发了新的和改进的设计，从而导致了重大的开发进展。
挑战
由于CVD反应器内的反应是多相的，因此模拟对于理解所产生的热和质量传递至关重要。不仅有多种传热源(例如，辐射和对流/传导)由于相互作用的气相而变得复杂，而且还有各种与材料相互作用并改变上游时间和速度的运动部件。
工程解决方案
大多数模拟是使用单相可压缩流来进行初步计算的。然后，我们将这些模拟的温度分布与反应堆的已知运行数据进行了比较。在某些情况下，单相可压缩浮力流足以确定反应堆中的潜在温度分布和梯度。在其他情况下，我们使用多相流模型(如VOF或欧拉模型)或离散相模型来更好地了解反应堆中发生的传热和传质。我们比较了瞬态和稳态求解器，以确定整个过程中设置的行为和稳定性。
好处
在新部件的设计过程中(例如，注入器或后处理操纵器)，我们可以运行并行模拟，以找到下游属性和变量之间的相关性，同时验证模型的设置。例如，在我们的纺纱系统中，我们改变了气体流速、纺纱速率和耦合距离，然后才收敛
一个设计。这消除了许多设计迭代，否则将是必要的。此外，这个调试过程还允许我们检查潜在的危险配置(通常是由高温或压力梯度引起的)，从而提高我们工作场所的安全性和我们过程的可靠性。我们使用Ansy万博s后处理软件以精美的格式显示数据，用于演示和会议。
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