Photocatalytic degradation of tetracycline in a stirred tank: computational fluid dynamic modeling and data validation

Theoretical Hydrodynamic Modeling of the Fluidized Bed Photoreactor (FBP) Using Computational Fluid Dynamics (CFD): Fluidization Conditions for TiO2-CuO Immobilized on Beach Sand Granules

“…Most CFD studies of photoreactors do not report on pressure profiles; despite this, three recent publications were found that included this variable in their CFD analysis, as is the case of Asgharian et al [19], who obtained the contour lines for pressure gauge inside a stirred tank photoreactor equipped with 8-blade backswept impeller for tetracycline degradation. These authors informed that after 0.5 min, the pressure increased and eventually reached about 4 Pa. Also, the pressure was negative behind the mixer blades and positive in front of them.…”

Modelamiento y simulación de reactores fotocatalíticos de película descendente: uso de la dinámica computacional de fluidos (CFD) para análisis del sistema multifásico

“…Con el enfoque del modelo de mezcla se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes para determinar el momento de la mezcla [10]; la velocidad de la fase dispersa (sólida en nuestro caso) se describe mediante un modelo de deslizamiento y los efectos de turbulencia se modelaron con el bien conocido enfoque κ-ε.…”

“…Esta ecuación representa un balance entre la fuerza de arrastre y empuje que actúan sobre la fase dispersa. Además, el coeficiente de arrastre se puede estimar con el modelo de Schiller-Naumann, el cual es adecuado para mezclas bifásicas conformadas por partículas sólidas inmersas en un líquido, en las cuales el número de Re es elevado: (9) Donde Re p es el número de Reynolds de la partícula: (10) Vale la pena mencionar que la correlación de Schiller-Naumann se ha empleado antes de manera satisfactoria en la simulación de reactores fotocatalíticos que emplean partículas sólidas de TiO 2 como catalizador [20]. Si bien el modelo de Morsi y Alexander es más completo para el coeficiente de arrastre [5], este no aparece en las opciones de COMSOL y no siempre parece representar bien los datos experimentales [21].…”

“…La dinámica computacional de fluidos (CFD) se ha estado perfilando como una herramienta útil para el modelamiento y simulación de sistemas complejos [10], en los que intervienen simultáneamente varios procesos físicos, como lo es el presente caso de estudio. Algunos trabajos relacionados con el modelamiento de los reactores fotocatalíticos tienen en cuenta ciertos supuestos, entre los que se destaca que hay una distribución isotrópica del material sólido catalítico en los reactores [11], que se pueden evitar al aplicar las herramientas de CFD.…”

“…Por otra parte, se tiene la aplicación de las herramientas CFD para diferentes tipos de reactores, como se muestra en la figura 1, entre los cuales también se hace necesario incluir el reactor de película descendente, el cual tiene por ventaja que puede aprovechar la luz solar [11] y el oxígeno en campo abierto. Entender cómo se distribuyen las partículas del catalizador a lo largo y ancho de la placa de este tipo de reactores, por medio de herramientas CFD, permitiría tomar decisiones importantes asociadas al diseño y operación del reactor a escalas mayores, especialmente cuando algunos fenómenos presentes en el proceso son difíciles de analizar experimentalmente [10]. En el presente trabajo se consideró como tema de estudio la distribución de las partículas de catalizador en un reactor fotocatalítico de película descendente.…”