Tytuł projektu: Eksperymentalna i numeryczna analiza transportu masy i ciepła w “szytych na miarę” wypełnieniach stacjonarnych dla procesów realizowanych w układach gaz-ciało stałe
Konkurs: SONATA BIS 11
Kierownik projektu: dr hab. inż. Katarzyna Bizon, prof. PK
Przyznana kwota: 1 456 924 PLN
Rozpoczęcie projektu: 2022-07-01
Zakończenie projektu: 2026-06-30
Streszczenie:
Głównymi obszarami zastosowań złóż porowatych, wykonanych z usypanych cząstek, struktur monolitycznych, siatek dzianych czy też stałych pian otwartokomórkowych są bez wątpienia przemysł chemiczny, petrochemiczny i samochodowy. Najbardziej rozpowszechnione jest ich zastosowanie w reakcjach katalitycznych typu gaz-ciało stałe. Coraz surowsze przepisy dotyczące ochrony środowiska, wraz z kwestiami natury ekonomicznej i potrzebą lepszego gospodarowania surowcami, otwierają nowe cele i wyzwania przed współczesną inżynierią chemiczną. Zamiast projektów „uniwersalnych”, nadszedł obecnie czas na opracowywanie projektów dedykowanych, tj. „szytych na miarę” dla konkretnego procesu. Możliwości projektowania struktury złoża są praktycznie nieograniczone. To, w połączeniu z dużą różnorodnością materiałów, powoduje, że znalezienie optymalnego rozwiązania dla konkretnego procesu chemicznego czy nawet fizycznego, jakim jest np. adsorpcja, jest niezwykle trudne. Warunkiem koniecznym do podjęcia prac projektowych zmierzających do opracowania przyszłych specyficznych rozwiązań aparaturowych jest więc dokładne przeanalizowanie i zrozumienie podstawowych zjawisk transportu energii, masy i pędu w różnego rodzaju „szytych na miarę” wypełnieniach. To z kolei wymaga synergicznych badań łączących metody eksperymentalne i modelowanie matematyczne.
Celem niniejszego projektu jest pogłębienie, poprzez szeroko zakrojone badania eksperymentalne, fundamentalnej wiedzy o mechanizmach transportu energii, masy i pędu w różnorodnych wypełnieniach charakteryzujących się określoną strukturą, zarówno o charakterze regularnym, jak i nieregularnym, które mogą być wykorzystane do realizacji fizycznych i chemicznych procesów gaz-ciało stałe, oraz opracowanie koncepcji modelowania i metodologii obliczeniowej, która umożliwi efektywną symulację właściwości transportowych dla różnych struktur i ich perspektywiczne projektowanie. Zakres możliwych zastosowań wiedzy uzyskanej w ramach projektu oraz opracowanej metodologii nie będzie ograniczał się do katalitycznych lub adsorpcyjnych reaktorów chemicznych oraz ich bardziej efektywnego i optymalnego projektowania. W rzeczywistości „szyte na miarę” złoża stałe, w tym złoża hybrydowe wykonane z materiałów o różnych właściwościach, mogą znaleźć zastosowanie w wielu innych dziedzinach, w tym m.in. w nowatorskich technologiach chłodniczych i akumulacji ciepła.
Projekt w bazie NCN: https://projekty.ncn.gov.pl/index.php?projekt_id=531199
