Einsatz der rechnergestützten Fluiddynamiktechnik zur Analyse des PACKs

Jun 23, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 6588 (2022) Diesen Artikel zitieren

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In dieser Studie wurde eine innovative strukturierte Packung aus Drahtgeflecht, nämlich PACK-1300XY, mit einer spezifischen Oberfläche von 1300 m2/m3 mithilfe eines CFD-Ansatzes (Computational Fluid Dynamics) charakterisiert. Tatsächlich wurden verschiedene Merkmale dieser Packung (Höhe, die einer theoretischen Platte entspricht, Nass-/Trockendruckabfall und Stoffübertragungseffizienz) analysiert, indem das Strömungsregime mithilfe des dreidimensionalen CFD-Ansatzes mit dem Euler-Eulerian-Mehrphasenszenario analysiert wurde. Die Ergebnisse zeigten eine mittlere relative Abweichung von 16 % (für den Nassdruckabfall), 14 % (für den Trockendruckabfall) und 17 % (für die Stoffübertragungseffizienz) zwischen den CFD-Vorhersagen und den experimentellen Messungen. Diese hervorragende Übereinstimmung zwischen den numerischen Ergebnissen und experimentellen Beobachtungen bestätigt die Nützlichkeit des CFD-basierten Ansatzes für die zuverlässige Simulation von Trennprozessen.

Trenntechnologien wie auf ionischen Flüssigkeiten basierende1,2 und mikrowellenunterstützte3 Absorption, Adsorption4,5,6,7, Membran8, zirkulierende Reinigung9 und Fluidisierung10,11,12 haben ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Anwendungen. Die Destillationskolonne ist wahrscheinlich das bekannteste Verfahren zur Trennung von Ausgangsmaterial und Produktstrom unter Berücksichtigung der relativen Flüchtigkeit13,14,15. Die Destillationskolonne kann problemlos ein Gegenstromregime zwischen Gas- und Flüssigkeitsströmen bewältigen16. Die mit Boden17 und Packungen18 ausgestatteten Destillationskolonnen sind in dieser Hinsicht zwei Hauptkategorien. Letztere ist in zwei regellose und strukturierte Packungen unterteilt19.

Da die Strukturpackung zahlreiche Vorteile bietet, darunter einen geringen Druckabfall, eine hohe Trenneffizienz und die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Abläufe20, wurde sie für große Trenntürme21 und die heimische Chemieindustrie ausgewählt. Um die Trennleistung der chemischen Verfahren näher zu erläutern, ist eine Art strukturierter Packungen, nämlich Wellblechpackungen, beliebt22. Ihr Material könnten Metalle, Keramik und Kunststoffe23 sein, die nebeneinander mit umgekehrten Kanalrichtungen angeordnet sind. Daher beträgt ihre Porosität etwa neunzig Prozent, mit einer attraktiven spezifischen Oberfläche im Bereich von 250 bis 750 m2/m324.

Die trockenen und nassen Druckabfälle in den Destillationskolonnen hängen mit der Gasphase bzw. dem Gas-Flüssigkeits-Gegenstrom über die Kolonnenhöhe zusammen25. Darüber hinaus sind die Höhe eines theoretischen Bodens (HETP) und die Flüssigkeitsaufnahme weitere wesentliche Merkmale einer Packung26,27. Darüber hinaus wurde die Trennleistung für das Füllkörperbett über den HETP-Wert definiert, der den Stoffübergang von Packungen angibt. Es ist zu beachten, dass zwischen diesen Parametern ein proportionaler Zusammenhang besteht28.

Unter den numerischen Studien für den Flüssigkeitsfluss durch die Packungen ist die numerische Strömungsdynamik (CFD) eine effiziente Methode, um den wirtschaftlichen Aufwand experimenteller Messungen zu reduzieren29,30,31,32. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil dieser Berechnungsmethode darin, dass die Auswirkungen verschiedener Faktoren abgeschätzt werden können33,34,35. Zu diesem Zweck entwickelten mehrere Forscher präzise Diskretisierungsmethoden und Lösungsalgorithmen, d zu diesem Zweck verwendet36.

In den letzten Jahren hat eine Anreicherung von Komponenten an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche37,38 auf atomarer Ebene einen wichtigen Einfluss auf Stofftransfermechanismen39,40,41. Darüber hinaus haben mehrere CFD-basierte Studien das Mehrphasenströmungsverhalten unterschiedlich strukturierter Packungen untersucht42,43,44,45. Darüber hinaus wurde die Untersuchung der empirischen Darstellung für die kommerzielle Nutzung von Wellpappe-Packungsplatten in anderen rechnerischen Arbeiten vorgestellt46,47.

Amini et al. stellte verschiedene strukturierte Packungen aus Drahtgeflecht mit einer spezifischen Oberfläche im Bereich von 860 bis 2100 m2/m348,49,50 her. Sie beobachteten einen geringen Druckabfall sowohl bei trockenen als auch bei nassen Strömen, einen niedrigen HETP, eine große spezifische Oberfläche und eine hohe Flüssigkeitsaufnahme bei den hergestellten Packungen. Mithilfe der Mehrphasenströmungssimulationen untersuchten sie außerdem die Auswirkung unterschiedlicher Betriebsbedingungen auf die Leistung dieser strukturierten Packungen.

Liu und Mitarbeiter führten die dreidimensionalen einphasigen CFD-Simulationen durch, um das Verhalten des rotierenden Füllkörperbetts (RPB) zu untersuchen, das mit der strukturierten Drahtgeflechtpackung aus Edelstahl ausgestattet ist51. Sie untersuchten den Druck, den Druckabfall und die Gasströmungsprofile um die Packung als Funktion der Gasströmungsrate und Rotationsgeschwindigkeit. Darüber hinaus untersuchten sie mithilfe der Analyse des Gasströmungsverhaltens und der Druckverteilung sowie der CFD-Methode die Geometrieoptimierung von Packung und RPB. Es ist zu beachten, dass sich mehrere Forscher auf die Simulation der Zweiphasenströmung52 und des Stoffübergangs an der Grenzfläche der strukturierten Packungen53 konzentrierten.

Es wurden auch einige Anstrengungen unternommen, um die aktuellen Modelle zu modifizieren und die Berechnungsgenauigkeit des Flüssigkeitsrückhalts und des Druckabfalls in den strukturierten Packungen54 sowie die Stoffübergangsbewertung55 zu erhöhen. Van Baten und Krishna untersuchten das Stoffübergangsverhalten von Gas und Flüssigkeit in einer Katapak-S-Packung54. Sie berichteten über eine gute Übereinstimmung zwischen ihren Ergebnissen und der theoretischen Korrelation von Viva et al.56. Darüber hinaus haben Manh et al. Mithilfe einer CFD-Simulation wurden der Trocken- und Nassdruckabfall und die Stoffübertragungseffizienz in der neuen strukturierten Packung57 berechnet. Die Autoren schlugen ein Modell vor, das der realen Geometrie nahe kommt. Die Simulationsergebnisse stimmten gut mit experimentellen Daten überein57.

Diese rechnerische Studie zielt darauf ab, eine neu hergestellte strukturierte Packung aus Drahtgeflecht unter Verwendung des CFD-Ansatzes zu charakterisieren. Ein weiteres Ziel ist die Evaluierung dieser Packung unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Darüber hinaus hilft die CFD-Technik bei der Analyse des HETP, der Stoffübertragungseffizienz sowie des Nass- und Trockendrucks dieser neuen strukturierten Packung. Bei diesem Ansatz charakterisiert CFD die neue strukturierte Packung (PACK-1300XY) mithilfe der Isopropanol/Methanol-Mischung.

Die Strömungsgeometrie des Newtonschen/inkompressiblen Fluids innerhalb der Säule im isothermen Zustand wurde mithilfe des Eulerschen/Eulerianischen Mehrphasenströmungsmodells58 simuliert. Es ist zu beachten, dass davon ausgegangen wird, dass sich alle flüssigkeitsbezogenen Eigenschaften über die Säulenhöhe hinweg konstant verhalten.

Darüber hinaus werden die folgenden Gleichungen verwendet, um die Massen- und Impulserhaltungssätze im volumengemittelten Modus zu berechnen59,60,61,62.

wobei ρ, \({\upgamma }\), μ und U die Fluiddichte, der von den Phasen eingenommene Volumenanteil, die dynamische Viskosität bzw. die interstitielle Geschwindigkeit sind. Zusätzlich zu diesen Parametern gibt Γ den Dispersionsfaktor des Volumenanteils an, \(\mu_{e}\) und \(F_{\alpha }\) bezeichnen die effektive Viskosität bzw. die Grenzflächenwiderstandskraft.

Zur Berechnung der Stoffübergangsbeziehung wurde folgende Gleichung verwendet:

wobei N und NC die Anzahl der Phasen bzw. der Phasenbestandteile angeben. Darüber hinaus ist Y der Gewichtsanteil des i-ten Inhaltsstoffs in einer bestimmten Phase. \(m_{\alpha \beta }^{i}\) gibt die übertragene Masse pro Volumeneinheit pro Zeiteinheit des i-ten Inhaltsstoffs von Phase \(\beta\) zu Phase \(\alpha\) an. Es ist offensichtlich, dass der Gewichtsanteil die folgende Gleichung erfüllen muss:

Gleichung (5) stellt die theoretische Grundlage für die Berechnung von \(m_{\alpha \beta }^{i}\) unter Verwendung der Zwei-Film-Theorie dar. Diese Gleichung besagt, dass die Summe der Volumenanteile der Gasphase (\(\gamma_{G}\)) und der Flüssigkeitsphase (\(\gamma_{L}\)) gleich eins ist:

Wo

Hervorzuheben ist, dass in diesem Zusammenhang der von mehreren Forschern ausreichend beschriebene Interphasen-Massentransfer genutzt wird63.

Eine Reihe theoretischer Stufen wurde verwendet, um den HETP-Wert wie folgt vorherzusagen63:

wobei \(\lambda\) die Gleichgewichtsliniensteigungen pro Operation zeigt. Andere Parameter (kG, kL und ae) werden direkt aus dem vorgeschlagenen Modell von Bravo et al.16 ermittelt.

Da es sich um komplizierte Strömungseigenschaften innerhalb der strukturierten Packung handelt, ist die Verwendung des Turbulenzmodells zur Erzielung zuverlässiger Ergebnisse unumgänglich. Daher bestätigte die Literaturrecherche, dass das von Wilcox vorgeschlagene „Standard“-k-ω-Modell ein geeignetes turbulentes Modell für unseren betrachteten Fall ist64,65. Darüber hinaus liefert dieses Modell eine zuverlässige Vorhersage für die Strömungscharakteristik, indem es die wandnahe Behandlung für eine kleine Reynolds-Zahl berücksichtigt66,67,68,69.

Einer der Vorteile der k-ω-Formulierung ist die wandnahe Behandlung für Berechnungen mit niedrigen Reynolds-Zahlen. Das Modell beinhaltet nicht die komplexen nichtlinearen Dämpfungsfunktionen, die für das k-ε-Modell erforderlich sind, und ist daher genauer und robuster. Ein Modell mit niedrigem Reynolds-k–ε würde typischerweise eine wandnahe Auflösung von y+ < 0,2 erfordern, während ein Modell mit niedrigem Reynolds-k–ω mindestens y+ < 2 erfordern würde. In industriellen Flüssen kann selbst y+ < 2 in den meisten Fällen nicht garantiert werden Anwendungen und aus diesem Grund; Es muss eine wandnahe Behandlung durchgeführt werden. Es ermöglicht einen reibungslosen Übergang von einer Form mit niedriger Reynolds-Zahl zu einer Wandfunktionsformulierung. Das k-ω-Modell geht davon aus, dass die Turbulenzviskosität über die folgende Beziehung mit der kinetischen Energie der Turbulenz und der Turbulenzfrequenz verknüpft ist:

Unter den Schritten von CFD-Simulationen ist der wichtigste Schritt die Vorbereitung eines geeigneten Gitters mit akzeptabler Präzision70,71. Zu diesem Zweck wird zunächst eine wohldefinierte dreidimensionale Geometrie mit einer geeigneten Anzahl von Elementen konstruiert. Darüber hinaus werden in dieser Studie zwölf Packungsschichten innerhalb eines zylindrischen Systems simuliert. Zum besseren Verständnis wurde die rechnerische Geometrie der strukturierten Packung in Abb. 1 dargestellt.

Die simulierten Geometrien des PACK-1300XY.

In dieser Studie wird ein Drahtnetz aus Metallblechen verwendet, um die als PACK-1300XY bekannte strukturierte Packung herzustellen. Diese Packung wurde von Dinh Manh et al.72 eingeführt. Auch in dieser Forschung verwendeten wir die veröffentlichten experimentellen Daten72. Die spezifische Fläche und Porosität betragen 1300 m2/m3 bzw. 0,91. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass diese strukturierte Packung als eine Klasse des Y-Typs und des X-Typs mit einem Wellenwinkel von 45° bzw. 60° betrachtet wird. Der PACK-1300XY konstruierte 12 Bleche, sechs Bleche mit Wellenwinkeln von 60° und 45°. Die vollständigen Details von PACK-1300XY sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Um die Genauigkeit unserer Ergebnisse zu verbessern, haben wir die 3D-Tetraederzelle verwendet. Um die Unabhängigkeit zwischen Gitter und HETP zu überprüfen, wurden außerdem mehrere unterschiedliche Maschendichten verwendet, darunter 1.520.000, 3.520.000, 5.230.000 und 13.680.000, siehe Tabelle 2. Diese Tabelle bestätigt eine leichte Verbesserung des relativen Fehlers (~ 1 %). ) durch Reduzierung der Elementgröße von 0,2 auf 0,1 mm. Folglich scheint 0,2 mm eine geeignete Elementgröße für die Diskretisierung des Modells zu sein.

Bei der hydrodynamischen Untersuchung der betrachteten Packung werden die Zweiphasenströmungs-Massenübertragungseffizienz, der Trocken-/Nassdruckabfall und binäre Isopropanol/Methanol-Mischungen untersucht. Die Eigenschaften dieses binären Systems sind in Tabelle 3 dargestellt. Unter Berücksichtigung dieser Parameter legen wir im oberen Abschnitt der Kolonne die Einlassgeschwindigkeit für die Randbedingung und den Druckauslass für die Auslassbedingung fest. Es ist zu beachten, dass sorgfältige Überlegungen hinsichtlich der korrekten Werte für Volumenanteil, Massenanteil des Methanols in jeder Phase, turbulente Mengen und Geschwindigkeitskomponente bei den Randbedingungen angestellt werden sollten. Tatsächlich wurden rutschfeste Randbedingungen an der Wand und das turbulente Modell \(k - \omega\) sowohl für Gas- als auch für Flüssigkeitsströme verwendet.

Der SIMPLE-Algorithmus (semiimplizite Methode für druckbezogene Gleichungen) (die Finite-Volumen-Methode) wird verwendet, um die Kopplung zwischen Druck und Geschwindigkeit in der numerischen Stufe zu berechnen. Außerdem beziehen sich die Gleichungen auf die turbulente kinetische Energie und den Impuls durch die Aufwinddiskretisierung zweiter Ordnung. Für die Computersimulationen wurde das kommerzielle Softwarepaket CFX-18 verwendet (der Restfehler von 0,0001 wird zur Begründung der Konvergenz berücksichtigt).

Der Trockendruckabfall entlang der Säule ist ein wichtiger Parameter73, seine Wirksamkeit sollte auch als weiteres wichtiges Merkmal zur Schätzung des Nassdruckabfalls berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist der in Gl. (12) zeigt die Lautstärke des Gases im Festbett.

In dieser Studie werden der Trockendruckabfall und das Strömungsfeld der betrachteten Packung (z. B. PACK-1300XY) im stationären Modus berechnet. Die Ergebnisse werden dann durch die experimentellen Messungen in der Literatur50 validiert. Um die Vertrauenswürdigkeit und Stärke des durchgeführten numerischen Berechnungsverfahrens zu bestätigen, wurde außerdem der Druckabfall zwischen den Eintritts- und Austrittsgasströmen angewendet. Alle diese Kriterien führten zu einer Konvergenzgenauigkeit von 1 × 10–6 für die Untersuchung des Geschwindigkeitseffekts auf den Druckabfall. Abbildung 2a zeigt den Vergleich zwischen den Simulationsergebnissen und experimentellen Messungen gegenüber dem F-Faktor für PACK-1300XY. Zusätzlich zur guten Konsistenz zwischen Simulationen und experimentellen Ergebnissen kann man eine zunehmende Geschwindigkeit für die empirische Korrelation und die Berechnungsergebnisse beobachten, wenn der Druckabfall erhöht wird. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse eine mittlere relative Abweichung der numerischen Befunde von ~ 14 %.

Die experimentellen Messungen (rotes Dreieck) und Simulationsergebnisse (blauer Kreis) für den trockenen (a) und nassen (b) Druckabfall des PACK-1300XY als Funktion des F-Faktors.

Wie in Abb. 2a dargestellt, ergeben sich aufgrund der Gasphasenverteilung in der Gesamtheit der Packungen für Simulationsergebnisse stets geringere Beträge als die Erfahrungswerte73. Ein weiterer Grund für dieses Verhalten könnte mit der Tatsache zusammenhängen, dass die Gasphase im Festbett gleichmäßig verteilt ist, was zu einer Verringerung des Druckabfalls führen würde, der sich aus rechnerischen Arbeiten im Vergleich zu experimentellen Messungen ergibt.

Das Profil des Flüssigkeitsvolumenanteils wurde für das binäre Luft-Wasser-System entlang des Füllkörperbetts berechnet und ist in Abb. 3 dargestellt. Diese Abbildung zeigt, dass die simulierte strukturierte Packung mit einer dünnen Wasserschicht bedeckt wurde. Um den Zusammenhang zwischen der Durchflussrate und dem Druckabfall des Gases besser zu verstehen, haben wir außerdem die Simulationsergebnisse und experimentellen Messungen für den zweiphasigen Druckabfall des binären Systems aus Luft und Wasser verglichen, das in Abb. 2b dargestellt ist . Daraus konnte geschlossen werden, dass wir mit zunehmender Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit einen zunehmenden Trend des Gasdruckabfalls beobachten konnten, indem wir die Gasgeschwindigkeit festlegten. Dieses Phänomen lässt sich dadurch erklären, dass die Verringerung des freien Querschnitts die Bewegungsmöglichkeiten des Gasstroms verringern kann. Darüber hinaus betrugen die mittleren relativen Abweichungen zwischen den Berechnungsergebnissen und den experimentellen Messungen etwa 26 % für einen Flüssigkeitsdurchfluss = 7,5 m3/m2 h; F-Faktor = 1,2 Pa0,5. Es konnte auch geschlussfolgert werden, dass bei höheren Gasgeschwindigkeiten die Tendenz besteht, den Druckabfall für das Modell bei höheren Gasgeschwindigkeiten zu unterschätzen. Dies könnte durch eine Vielzahl von Hauptphänomenen geklärt werden, die den Druckabfall maßgeblich beeinflussen, obwohl diese Beträge in den Berechnungsmethoden ignoriert wurden, einschließlich Flüssigkeitsrückmischung, Strömungskanalisierung und grobe Gas-/Flüssigkeitsphasenverteilung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine grobe Strömungsverteilung erforderlich ist, um eine genauere Schätzung des zweiphasigen Druckabfalls zu erhalten. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten eine mittlere relative Abweichung von ~ 16 % für numerische Daten.

Flüssigkeitsverteilung um den PACK-1300XY, ermittelt durch dreidimensionale Modellierung (Flüssigkeitsdurchfluss = 7,5 m3/m2 h, F-Faktor = 1,2 Pa0,5).

Basierend auf Abb. 4, die die Druckverteilung um die Packung zeigt, beträgt der Nassdruckabfall entlang des PACK-1300XY ~ 190 Pa/m.

Das Druckprofil im Inneren des PACK-1300XY (F-Faktor = 1,2 Pa0,5, Flüssigkeitsdurchfluss = 7,5 m3/m2 h).

Wie bereits erwähnt, ist der HETP-Parameter ein wichtiges Merkmal zur Erklärung der Trenneffizienz der gepackten Säule26. Darüber hinaus werden die Konzentrations- und Geschwindigkeitsprofile entlang der Füllkörperbetthöhe benötigt, um die Stoffübertragungseffizienz einer mit strukturierten Packungen ausgestatteten Destillationskolonne abzuschätzen. Daher ist es wichtig, die Geschwindigkeitsverteilung und die Betriebsbedingungen für die Berechnung des HETP74 zu ermitteln.

Abbildung 5 vergleicht die durch die rechnerischen und experimentellen Arbeiten für den PACK-1300XY erhaltene Stoffübertragungseffizienz. Der Vergleich erfolgt durch Überwachung des HETP von PACK-1300XY im Vergleich zum Gas-F-Faktor. Zusätzlich zu den in der Literatur erwarteten Trends des HETP für die strukturierten Packungen75,76,77 konnte dies in Abb. 5 beobachtet werden. Darüber hinaus gibt es einen allmählichen Anstieg des HETP von 6 auf 22 cm durch Erhöhung der Mengen an 0,4 bis 2,1 (kg/m3)0,5 m/s. Ein weiteres Ergebnis dieser Abbildung ist, dass der Unterschied zwischen den rechnerischen und experimentellen Ergebnissen durch die Erhöhung des F-Faktors zunimmt, obwohl zwischen ihnen ein ähnlicher Trend besteht49. Die Rechenergebnisse werden durch empirische Erkenntnisse verifiziert50 und auch der HETP-Parameter ist das Hauptergebnis dieser Versuche und schätzt die Säulenhöhe. Es besteht die Möglichkeit, dass der Stofftransport über die Grenzfläche durch Grenzflächeneffekte beeinflusst wird. Dieses Phänomen könnte gegen den Massentransfer resistent sein und die Konzentration des Auslassmaterials beeinflussen39,40,41.

Die experimentellen Messungen (rotes Dreieck) und numerische Vorhersagen (blauer Kreis) des HETP des PACK-1300XY.

Ähnlich wie beim Trockendruckabfallverhalten gibt es bei den Berechnungsergebnissen von HETP bei verschiedenen F-Faktor-Werten einen geringeren Betrag im Vergleich zu den empirischen Ergebnissen58, wie in Abb. 5 dargestellt. Der Grund für dieses Verhalten hängt mit der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung zusammen sowohl für die flüssige als auch für die Gasphase in der Computertechnik, was die Stoffübergangsfläche vergrößert und folglich die HETP-Werte verringert und die Stoffübergangsraten erhöht48,58,78. Es ist zu beachten, dass in dieser Studie ein durchschnittlicher relativer Mangel von etwa 17 % bei den numerischen Daten beobachtet wurde.

Abbildung 6a zeigt die Massenanteilskontur für die flüssige Phase von CH3OH für den PACK-1300XY bei F-Faktor = 1,6 m/s (kg/m3)0,5 für verschiedene horizontale und vertikale Segmente. Darüber hinaus ist in Abb. 6b die zweidimensionale Stoffübergangskontur entsprechend dem Massenanteil von CH3OH dargestellt, wobei sich die Konzentration von CH3OH sowohl im horizontalen als auch im vertikalen Schnitt extrem ändert.

(a) Die Massenanteilskontur der flüssigen Methanolphase und (b) zweidimensionale Massenanteilskontur der flüssigen Methanolphase.

Diese Studie untersuchte erfolgreich mehrere wichtige hydrodynamische Merkmale der innovativen strukturierten Drahtgeflechtpackung, nämlich PACK-1300XY, unter Verwendung der CFD-basierten Simulationen. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des Druckabfalls (Trocken- und Nassphase), der Stoffübergangseffizienz und der Höhe eines theoretischen Bodens. Der HETP, ein wichtiger Faktor für die Stoffübertragungseffizienz, wurde für das Isopropanol/Methanol-System untersucht. In diesem Zusammenhang wurde die dreidimensionale CFD-Simulationstechnik mit dem Euler-Eulerian-Mehrphasenschema angewendet. Die Ergebnisse bestätigten, dass die mittlere relative Abweichung zwischen den rechnerischen Vorhersagen und den experimentellen Ergebnissen etwa 17 % (für die Stoffübertragungseffizienz) und 14 % bzw. 16 % für den trockenen und nassen Druckabfall beträgt. Daher könnte die Simulationsmethode effektiv als zuverlässiges Werkzeug für die Simulation dieser Geräte eingesetzt werden.

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Die Veröffentlichung dieses Artikels wurde von der Qatar National Library finanziert.

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Y. Cao

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MA Ayari

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SM Alizadeh

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B. Waferi

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Alle Autoren haben gleichermaßen dazu beigetragen.

Korrespondenz mit HA Dhahad oder B. Vaferi.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Eingegangen: 02. November 2021

Angenommen: 11. April 2022

Veröffentlicht: 21. April 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-10590-5

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