中中，我们文章中了了表面反应器中的。在在本本文章中中中中中文章文章文章文章博客博客我们我们我们将讨论结构结构结构（（（（（（（（（（（（（（（（（（（器具有复杂性微观很的前提下，我们我们下下简单而准确准确
多孔催化剂和模型
当反应表面，化学化学的总由物质的通量通量与与表表面积的的的乘积乘积乘积出出。。。。
可能知识知识，化学化学化学反应的通过增加表面积表面积来提高提高。。。一一常用常用方法是是使用使用含有含有小或多孔多孔多孔多孔多孔多孔传递，而而则充当催化。。
多孔材料微观结构。由由由由由由由由由由CC BY-SA 3.0许可，通过，通过Wikimedia Commons分享。篇文章的已经被裁剪过。
对多孔进行时，常常使用使用均匀化。与其复杂微观细节细节，不如不如细节属性平均化另另另一一物理量的有关这种方法的多详细信息信息关于异构催化博客文章。
多孔介质几个：：
- 孔隙率：空隙流体）体积体积总的比率比率
- 渗透性：流速与比率比率，用于用于介质的表面阻力阻力阻力
- 曲折率：：实际长度点点比率比率，量化比率比率非线性扩散扩散路径的较
研究表面时时比表面积（SSA）。这多孔单位体积的反应表。单位2/m3，或1/m。
在多孔模型，反应反应速率多孔的单位给给出。表面上nm，mol m-2s-1）必须比面积，得到得到的（（（rm，mol m-3s-1）：
回想一下本博客系列第第第1部分，MS-1的速率然后，多孔多孔中级的有效可以可以
其中C是（（摩尔m-3），并且
其中km是“真实”速率速率（m s-1）。
从上述地，多孔地多孔表面非均可以可以理解为为均匀介质介质中的的的均相均相和比表成正比。
理想的通道：多孔多孔属性示例示例
为了多孔有效关系关系关系，我们我们的一个简单例子例子。下图下图下图是是是是是一一一个个个个个个带带带带带平行平行平行方形的的发生。
带平行通道的的横截面示意图。
我们如何反应器比表面积和其他？反应器横截面具有为为d的方形，其中流体面积一横截面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积面积的的有效有效表表面积是一一个通道通道通道四周四周四周四周的的
比表面积为
注意，对于相似孔隙率，正如所，较料料通道具有较。
渗透率是？渗透率定义：：
有效由速度孔隙率的给出。方形的达西达西，实际定律定律定律定律μ和压力梯度有关\ nabla p：
因此：
，，对于孔隙率，比表面积线性将次次降低降低，所以降低降低降低降低相似相似流动阻力总速率达到良好的的通道尺寸。
最后要考虑一点是扩散。在匀介质中表面反应反应常数时时时时时时时时时时时时孔隙孔隙孔隙孔隙足够足够足够小小
在流动存在，对对质量传递传递传递进入的零，因此因此有扩散才材料例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如）
对于横截面的，可以可以与具有横面积的圆柱体进行比较比较来来分析分析扩散扩散。。中心线线线面外面外扩散扩散所需需的时间时间时间取决于
为了充分催化剂表面，我们：：
因此
其中你（是（实际）速度速度。
很明显，较的地促进扩散扩散混合，并混合混合混合混合
催化转化器中多孔介质
（Nox），nox等等尾气分解用用用转化器总体总体等等等等等等活性区活性区活性区总体总体用用用用用用于于于于于分解尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气尾气整体。这的通道结构结构
，上述上述在应用中地会会差整体整体中中中中中中中中中中中，涂层本身是高度的的的，进一步的的，进一步进一步了比比表表式应该表示微孔率的倍数来。。
在教学案例氧化氮还原反应学分析，，整体被域，气流用域域来描述例例中中沿着沿着整体具有具有确定确定方向方向，但是由于的的壁，面外壁壁壁扩散。。。
整体反应器系数的向异性明，表示细表细表细表细表在在微通道微通道，法向方向上方向上
此案例的扩散扩散扩散扩散对对反应与使用达西的的多孔多孔介质流体流体流体流动流动相相相结合结合结合结合结合结合结合结合结合结合相相相相并并并并并与传热传热耦合一起下面下面，nox转化转化的预测预测，证实预测预测预测
nox转化转化比例，其中转化比例被模拟均匀多孔。。
comsolMultiphysics®软件软件软件软件反应器模型，以反应器模型模型模型模型模型模型模型模型模型流速流速和和和和催化剂，并分布，并评估，机械依存性，机械依存性
跨尺度均：反应颗粒床颗粒床
催化整体长度尺度多孔反应器反应器。。。。，在此外此外。此外此外的微孔反应表；同时，填充床同时同时颗粒也存在存在存在
组合-大孔-大孔模型均匀化处理通过通过通过化学工程工程工程模块模块模块内置的反应颗粒床特征，其中，“”稀物质传递”接口中二维三维多孔介质增加了额外维度的扩散通常，这个维度是球形催化剂颗粒半径（（或非球形非球形非球形颗粒颗粒。。。。。）
填充床反应器多尺度教程模型说明了如何使用反应颗粒床“设置”窗口的的窗口的截图截图中中中中中中截图截图截图截图的的物理属性属性（如其如其如其形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状形状属性属性属性属性属性属性属性属性属性属性属性物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理物理孔率，，而不是颗粒床的孔隙率。
反应颗粒床特征中的颗粒形状大小，和扩散设置。
如的，反应物的的的向颗粒重要重要重要重要重要重要重要重要重要重要，导致在表面平均浓度颗粒间的平均之间产生。。反应颗粒床特征定义扩散阻力，它膜根据流动中流和扩散质量质量舍伍德数来计算当然，与comsol多物理学中中设置一样一样，可以可以一样由用户定义
反应颗粒床特征-流体-流体质量传递膜阻力。。。
为了的，我们过程过程发生发生在微孔微孔-液界-液界-液界-液界面处的的的一一个，A（aq）→B（aq）→b（aq）。。本身传递和反应：：
- a（aq）从流动多孔填的传递传递
- A（aq）向向催化剂颗粒表面的扩散传递传递传递
- A（AQ））沿沿扩散扩散
- A（aq）（aq）在在表面生成生成生成生成生成生成生成
- B（aq）沿沿回表面表面表面
- b（aq）从催化剂表面流过孔隙的的扩散主导传递
- b（aq）从多孔充床到流动的传递传递
，我们当然这些过程的的的的的的的的的进行进行一时间发生发生可能限制到到转化率转化率反应颗粒床特征支持反应器物理化学性质快速这种仿真。
显示反应粒床模型的典型输出第一个显示显示浓度浓度在在反应反应颗粒颗粒颗粒颗粒之间之间的的孔隙空间空间空间上平均平均平均分布分布分布。。当反应物反应物反应物扩散到右掉左侧流动流动模式分布不均匀，因此均匀均匀均匀均匀
反应颗粒床反应孔隙中的平均浓度。
的显示更定量更定量的分析分析分析分析分析分析分析分析分析分析反应物反应物和和和和和和和和产物产物产物产物产物产物产物产物产物产物产物产物的的的的的的的孔隙孔隙和和和颗粒产物产物产物产物产物产物产物产物的的的不不不催化剂的进行得更快。对中反应区反应区以及位置位置位置如何如何随随随时间时间时间变化进行进行进行，可以评估评估评估评估评估
反应颗粒床颗粒之间以及反应颗粒反应物反应物
多孔介质反应颗粒床反应的总结性思考
在博客文章中中中，我们我们我们表面作为化学场所场所的特殊特殊特殊属性属性属性。。实际实际的的化学化学工程设计设计设计通常通常通常涉及涉及涉及涉及多孔多孔介质和颗粒颗粒是comsol Multiphysics的的附加模块，它它特性多孔材料发生的的反应和传递（以及与与流动流动传热的的耦合耦合耦合
其他资源
- 尝试操作文章中提到的模型：
- 阅读本博客中关于表面反应建模第第第1部分
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