COMSOL Multiphysics 在化学工程领域的应用案例集.pdfVIP

中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 案例 1、电化学专题 电化学是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学，包含电泳，电渗、电化学 反应等。COMSOL Multiphysics 提供专业的应用模式来分析带电料子在溶液中的迁移、对流和扩散，电化 学反应等，广泛应用于 HPLC、电解工业、电化学工业等。 剃须刀刀罩的电化学加工（Philips公司） 高档电动剃须刀的刀罩要求很精密，常采用电化学方法加工。其中包含可控电化学分解的阳极（刀罩）、预成型的阴极 （模具）和电解液。电解液中不仅含有金属离子，还含有副产物气体，后者会增加表面电解质的库仑力，必须通过调整电势 来即时地进行补偿；由于反应热和电阻热，电解液的温度应该得到控制；由温升引起的热应力会影响刀罩的强度；求解域会 随着电解过程而发生变化。种种现象表明这是个非常复杂的多物理场问题。利用COMSOL Multiphysics的电磁、化工、结构 力学模块中各种应用模式的直接耦合，可以得到很好的描述。 电渗泵中的流场分布(COMSOL 模型库) 当一种极性流体（例如水）和一种固体（例如玻璃）接触时，固体表面将产生电荷，并影响流体中的电荷分布，形成 一种双电层。靠近流道壁的电荷被强拉至表面，如果加入电场则可以改变流体内部的电荷分布，驱动流体流动。这个电渗流 泵就是利用了这种现象（A. Brask 等人和 Y. Takamura 等人），利用 COMSOL Multiphysics 提供的电渗流模型，完美 地分析了其中的 Stokes 流和传导介质之间的耦合关系。 模型库MEMS模块Microfluidics Modelselectroosmotic micropump 2d 全国统一客户服务热线：400 888 5100 网址: www.CnT 邮箱:info@ - 1 - 中仿科技公司 CnTech Co.,Ltd 燃料电池专题 燃料电池具有清洁、高效等优点，已广泛应用于便携式电子产品，汽车等运输交通工具，住宅供电， 以及社会各方面的供电系统。COMSOL Multiphysics 是燃料电池数值模拟研究领域中最为成熟的商业软件 之一，已成为国内外许多研究单位必备研究工具。 质子交换膜燃料电池（PEMFC）中的浓度分布和流场（COMSOL 模型库） 未来汽车使用的干净高效的主要能源之一是 PEMFC 燃料电池，燃料通过电化学反应而不是燃烧来转化成电能，从而驱 动电动机相当高效地运转。下图描述了其工作原理：氢的氧化反应和氧的还原反应分别发生在阳极和阴极，电子在阳极释放 到外部电路，最终回到阴极。 在 PEMFC 中，涉及电流平衡，质量传递方程（描述反应物、水和氮气扩散的 Maxwell-Stefan 扩散方程）和动量传递（气 体流动）等多种复杂的物理现象。在 COMSOL Multiphysics 中，通过耦合多物理场仿真，分析了图示这种燃料电池的能 效、各种物质深度的分布