Ferlið við súrefnisframleiðslu með þrýstingssveifluaðsogsloftaðskilnaði felur í sér massaflutning, hitaflutning og skriðþungaflutning. Þrýstingur, styrkur og hitastigsbreytingar í kerfinu eru flóknar og erfitt að mæla. Að treysta á einfaldar tilraunarannsóknir hefur miklar takmarkanir og erfitt er að fá innri vélbúnað aðsogsaðskilnaðarferlisins. Þess vegna, samanborið við hraða kynningu á iðnaðarumsóknum, eru mörg rannsóknarverk sem þarf að styrkja.
Computational fluid dynamics (CFD) hugbúnaðurinn FLUENT er notaður til að líkja eftir súrefnisframleiðslu með þrýstingssveiflu aðsogs. Gasfasa einfasa porous miðlungs líkanið getur ekki tjáð massaflutning og hitaflutning milli gass og fastra aðsogsagna. Gas-fast tveggja fasa massaflutningurinn og varmaflutningurinn í þrýstingssveiflu aðsogsaðskilnaðarferlinu eru tjáð með sérsniðinni forritun. Einfasa líkanið er endurbætt í gas-fast tveggja fasa flæðisþrýstingssveifluaðsogslíkan, víxlverkun milli gas-fasta tveggja fasa í aðsogsferli þrýstingssveiflu er greind og innri vélbúnaður þrýstingssveifluaðsogs er greind. kannað. CFD aðferðin var notuð til að rannsaka áhrif agnaþvermáls og bakskolunarhraða á frammistöðu PSA súrefnisframleiðslu, til að leiðbeina tilrauninni betur og greina flæðidreifingarlögmálið í aðsogspökkuðu rúminu. Helsta innihaldið er:
Byggt á grunnreglunni um PSA loftaðskilnað súrefnisframleiðslu, var massaflutningshraðalíkan þess og tveggja fasa jafnvægislíkan ákvörðuð. Notendaskilgreind virkni (UDF) aðgerð FLUENT var notuð til að tengja massaflutningslíkanið og jafnvægislíkanið við porous medium líkanið til að endurspegla gas-fast tveggja fasa massaflutningsáhrifin. Í gegnum notendaskilgreinda scalar (UDS) aðgerðina var fastfasaorkujöfnan kynnt til að samþætta gljúpa miðlungs einfasa líkanið í fullkomnari gas-fast tveggja fasa flæði PSA súrefnisframleiðslu föst pakkað rúm líkan. Áreiðanleiki tveggja fasa flæðis PSA líkansins var sannreyndur út frá þáttum uppgerðarinnar og tilraunasamanburðar á Langmuir jafnhitaferli íhlutanna, ósjálfstæðisprófun nets, samanburði á notkun seigjulíkans og uppgerð og tilraunasamanburður á meðalhlutfalli súrefnismóls við úttakið.
Byggt á áreiðanlegu tveggja fasa flæði PSA líkaninu, var algengt tveggja rúma fjögurra þrepa PSA súrefnisframleiðsluferlið hermt og greind og gasfasa súrefnismólhlutfallsdreifingin í aðsogsbeðinu í lok fjögurra þrepa í mismunandi lotur, aðsogsstyrkur efnisþáttanna í fasta fasanum og breyting á tveggja fasa hitastigi fengust. Niðurstöðurnar sýna að hámarksmólhlutfall súrefnis í lok fyrstu lotu getur náð 72,0%, endurheimtingarhlutfallið er um 31,4% og tveggja fasa gashitastigið sveiflast um 10K. Meðan á óstöðugri hringrás stendur eykst súrefnismólhlutfallið og endurheimtarhraði bæði með auknum fjölda lota, en aukningin minnkar smám saman og jafnvægi næst í sjöttu lotunni. Eftir að hringrásin er orðin stöðug getur hámarks súrefnismólhlutfallið náð 99,9% og súrefnisendurheimtingarhlutfallið er um 39,5%. Aðsogsstyrkur efnisþáttarins í fasta fasanum fer aðeins eftir mólstyrk efnisþáttarins í gasfasanum og hefur engin nauðsynleg tengsl við mólhlutfall gasfasahlutans.
Gas-fast hitastigsbreytingin á tveggja fasa svæðinu í gljúpum miðlum er aðallega vegna köfnunarefnis aðsogs og frásogs. Tveggja fasa flæðisþrýstingssveifluaðsogslíkanið var notað til að kanna áhrif agnaþvermáls og bakskolunarhraða á styrk og endurheimtsgildi súrefnis í súrefnisframleiðsluafurðinni fyrir þrýstingssveifluaðsog. Þegar bakþvottahraði var 0.6 sýndi hermisamanburður með því að nota agnaþvermál 0.4mm, 0.8mm, 1.6mm, 3.2mm og 6.4mm að það væri ákjósanlegur kornastærð 1,6 mm sem leyfði meðalmólhlutfalli súrefnis í gasframleiðslunni og súrefnisendurheimtingarhraða að ná hámarksgildunum, sem voru 99,7% og 39,5%, í sömu röð. Þegar þvermál agnanna var 1,6 mm, komu niðurstöðurnar úr bakskolunarhraða upp á 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 og {{ 31}}.8 voru bornir saman og í ljós kom að súrefnisendurheimtingarhraði náði hámarksgildi þegar bakþvottarhraði var 0.6.
