Combinando CFD y modelado de IA/ML para mejorar el rendimiento de los reactores de lecho fluidizado de polipropileno
Autores: Ghasem, Nayef
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Combinando CFD y modelado de IA/ML para mejorar el rendimiento de los reactores de lecho fluidizado de polipropileno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Polipropileno
Reactor de lecho fluidizado
Dinámica de fluidos computacional
Simulación de IA/ML
Eficiencia del reactor
Parámetros de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El polipropileno es uno de los polímeros más utilizados en diversas aplicaciones, que van desde materiales de embalaje hasta componentes automotrices. Este documento propone la simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y de inteligencia artificial/aprendizaje automático (AI/ML) de un reactor de lecho fluidizado de polipropileno para reducir la pérdida del reactor y facilitar la comprensión del proceso. COMSOL Multiphysics 6.2(r) resuelve un modelo CFD multifásico 2D para las complejas interacciones gas-sólido y flujos de fluidos del reactor. El modelo se compara con resultados experimentales y muestra excelentes predicciones de la distribución de gas, la velocidad del fluido y los gradientes de temperatura. Se prueban parámetros operativos críticos como la temperatura de alimentación, la tasa de alimentación del catalizador y la concentración de entrada de propileno para determinar su impacto en la conversión de paso único del reactor. La simulación simula sus efectos en el rendimiento de polipropileno y la eficiencia del reactor. También combina CFD con algoritmos de inteligencia artificial y aprendizaje automático (AI/ML), como redes neuronales artificiales (ANN), lo que resulta en una herramienta predictiva poderosa para predecir con precisión las métricas del reactor en función de las condiciones operativas. La herramienta multifacética CFD-AI/ML proporciona una profunda comprensión para mejorar el diseño del reactor y también ayuda a ahorrar tiempo y recursos de computación, dando un impulso considerable al crecimiento de las plantas industriales de polipropileno.
Descripción
El polipropileno es uno de los polímeros más utilizados en diversas aplicaciones, que van desde materiales de embalaje hasta componentes automotrices. Este documento propone la simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y de inteligencia artificial/aprendizaje automático (AI/ML) de un reactor de lecho fluidizado de polipropileno para reducir la pérdida del reactor y facilitar la comprensión del proceso. COMSOL Multiphysics 6.2(r) resuelve un modelo CFD multifásico 2D para las complejas interacciones gas-sólido y flujos de fluidos del reactor. El modelo se compara con resultados experimentales y muestra excelentes predicciones de la distribución de gas, la velocidad del fluido y los gradientes de temperatura. Se prueban parámetros operativos críticos como la temperatura de alimentación, la tasa de alimentación del catalizador y la concentración de entrada de propileno para determinar su impacto en la conversión de paso único del reactor. La simulación simula sus efectos en el rendimiento de polipropileno y la eficiencia del reactor. También combina CFD con algoritmos de inteligencia artificial y aprendizaje automático (AI/ML), como redes neuronales artificiales (ANN), lo que resulta en una herramienta predictiva poderosa para predecir con precisión las métricas del reactor en función de las condiciones operativas. La herramienta multifacética CFD-AI/ML proporciona una profunda comprensión para mejorar el diseño del reactor y también ayuda a ahorrar tiempo y recursos de computación, dando un impulso considerable al crecimiento de las plantas industriales de polipropileno.