表面化学模型参考

可使用表面化学模型来定义表面反应机制,以及固态区域反应壁面上或多孔区域中表面上的表面组分。

表 1. 表面化学模型参考
理论 请参见化学运动学:表面化学

表面化学

提供方式 [物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例
  • 连续体 > Physics 1 > 模型 > 表面化学
  • 多孔介质 > 多孔相 > Phase 1 > 模型 > 表面化学
要求 以下模型选择组合中的一个:
  • 材料:多组分气体或多组分液体
  • 反应期:反应
  • 反应流体模型:反应组分输运
  • 反应组分模型:复杂化学或涡破碎
  • 流体: 分离流或耦合流体
  • 材料:多组分气体或多组分液体
  • 反应期:非反应
  • 流体: 分离流
激活 物理模型 已选择涡破碎模型或非反应模型时,在选择表面化学模型后,表面气体相互作用模型同样也会选定。请参见表面气体相互作用模型参考。
模型控制(子节点) 表面机制管理器。请参见表面机制管理器右键单击操作。
材料 指定或查看导入的组分:
  • 多组分气体节点下的气体
  • 多组分液体节点下的液体
  • 表面化学 > [表面机制] > 固体成分节点下的点位和主要组分
请参见材料和方法。
交界面输入 请参见交界面设置。
边界输入 请参见边界设置。
区域输入 请参见区域设置。
相输入 请参见多孔相设置。
求解器 请参见多孔质量相。
场函数 [组分] 的表面块分数、[组分] 的表面块增长率、[组分] 的表面块源、表面化学能量源、[组分] 的表面点位分数、[组分] 的表面点位源。

表面机制管理器右键单击操作

新表面机制
创建一个新的表面机制,其中包含反应表面子节点,用于创建化学反应。请参见反应表面模型参考。

右键单击表面机制节点会打开依赖性对话框,用于查找哪些交界面、区域或边界使用此表面机制。例如,如果要删除表面机制节点,则此选项很有用。必须从应用相应机制的位置中取消选择该机制,才能删除表面机制节点。

移除无效表面机制
移除未正确定义的表面机制。

材料和方法

使用连续体 > 物理 1 > 模型 > 多组分气体/多组分液体节点指定或查看导入的气体或液体成分。请参见手动定义组分。

使用模型 > 表面化学 > 表面机制管理器 > [机制] > 固体成分节点指定反应表面。请参见固体成分模型参考。

点位占位
使用此项可指定吸收的每种分子(组分)占据的表面点位数 σ ⁢ j (在 Eqn. (3447)、Eqn. (3448) 和 Eqn. (3449) 中)。可用于设为每个 [点位组分] 的材料属性,点位组分在固体成分模型中指定。
点位密度
使用此项可指定表面上存在的活动点位数 ρ ⁢ s i t e (在 Eqn. (3637) 中)(kmol/m2)。可用于设为固体成分模型中的点位固体混合的材料属性。
体积密度
可用于指定块体组分的密度。

交界面设置

除挡板以外的所有设置
对于挡板交界面,可定义挡板交界面边界处的机制。
表面机制选项
要使交界面成为反应面,则选择该交界面的物理条件 > 表面机制选项子节点。将机制属性更改为模拟的可用机制中的一个。仅在导入化学定义之后,机制才可用。
机制 对应的物理值节点
[表面机制]
将交界面定义为反应面。
表面初始块活性分布
可将交界面上给定机制的组分的表面摩尔分数设为标量组分表分布,即 Eqn. (3439) 中的 B i 。
表面初始点位分数分布
使用此项可设置(作为标量分布)给定组分在总点位数中所占的分数 z ⁢ i (在 Eqn. (3637) 中)。此分数仅适用于交界面与液相之间给定机制的组分。
表面涂层因子
使用此项可考虑会增加固体催化剂表面的活性表面积的多孔涂层层。例如,在覆盖有多孔涂层的交界面上,可将表面涂层因子 Eqn. (3635) 和Eqn. (3636) 中的 指定为大于 1.0。 γ w 值为 1.0 表示应用涂层之前的表面积。
无
将交界面定义为非反应面。

边界设置

挡板交界面边界
壁面边界(对于不与交界面关联的边界)
表面机制选项
要使边界成为反应面,选择该边界的物理条件 > 表面机制选项子节点。将机制属性更改为模拟的可用机制中的一个。仅在导入化学定义之后,机制才可用。可以为挡板交界面对侧的边界定义不同的机制。
机制 对应的物理值节点
[表面机制]
将边界定义为反应表面。
表面初始块活性分布
可将交界面上给定机制的组分的表面摩尔分数设为标量组分表分布,即 Eqn. (3439) 中的 B i 。
表面初始点位分数分布
使用此项可设置(作为标量分布)给定组分在总点位数中所占的分数 z ⁢ i (在 Eqn. (3637) 中)。此分数仅适用于反应壁面与液相之间给定机制的组分。
表面涂层因子
使用此项可考虑会增加固体催化剂表面的活性表面积的多孔涂层层。例如,在覆盖有多孔涂层的表面上,可将表面涂层因子 γ w (在 Eqn. (3635) 和Eqn. (3636) 中)指定为大于 1.0。值为 1.0 表示应用涂层之前的表面积。
无
将边界定义为非反应表面。

区域设置

多孔
表面机制选项
要使多孔区域中的内表面成为反应面,则选择该多孔区域的物理条件 > 表面机制选项子节点。将机制属性更改为模拟的可用机制中的一个。仅在导入化学定义之后,机制才可用。
机制 对应的物理值节点
[表面机制]
将多孔区域定义为反应表面。
面积体积比
指定单位体积的反应/催化固体的表面积。
表面初始块活性分布
可通过表面初始块活性分布 > [块]固体混合活性节点,将反应区域上给定机制的组分的表面摩尔分数设为标量组分表分布。
表面初始点位分数分布
可通过表面初始点位分数分布 > [点位]固体混合分数)节点,设置给定组分在总点位数中所占的分数(作为标量分布)。此分数仅适用于反应区域和液相之间的交界面上给定机制的组分。
无
将多孔区域定义为非反应面。