010-82938771
一種通過采用詳細(xì)基元反應(yīng)來模擬氣相反應(yīng)和表面反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)軟件包。CHEMKIN軟件1980由美國Sandia 國立實(shí)驗(yàn)室研究小組在當(dāng)時(shí)能源危機(jī)的環(huán)境下開發(fā)的。
CHEMKIN燃燒反應(yīng)工具包括詳細(xì)的燃油模型以及具有深度和廣度的仿真軟件，能夠提供高精確度的最佳實(shí)踐方法。這些工具能幫助您以經(jīng)濟(jì)高效的方式實(shí)現(xiàn)性能和燃油效率目標(biāo)，而不會影響求解時(shí)間。您的化學(xué)分析時(shí)間可減少幾個(gè)數(shù)量級，從而在本質(zhì)上消除仿真過程中化學(xué)合成產(chǎn)生的瓶頸。更短的求解時(shí)間意味著您可以將更多精力用于探索設(shè)計(jì)替代方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、了解出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)和原因以及解釋觀察結(jié)果，而這些都無需以降低精確度為代價(jià)。
Chemkin-Pro ：全球反應(yīng)過程求解標(biāo)準(zhǔn)工具
Chemkin-Pro 是對復(fù)雜氣相和表面化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行建模和仿真的黃金標(biāo)準(zhǔn)，這些反應(yīng)用于對汽車、卡車、噴氣式引擎、鍋爐、化學(xué)和材料加工設(shè)備和精煉應(yīng)用中的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行概念開發(fā)。Chemkin-Pro 具有一系列精度高、快速且穩(wěn)健的動力學(xué)模型，是概念設(shè)計(jì)階段用來進(jìn)行“假設(shè)”分析最為可靠的動力仿真工具。工程師可借助精確的大型燃油模型，探索設(shè)計(jì)變量對性能、污染物排放和火焰熄滅的影響，從而得到想要的結(jié)果，幫助做出關(guān)鍵的產(chǎn)品開發(fā)決策。
Forte ：全新一代內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬工具
Forte 可以準(zhǔn)確地對使用幾乎任何燃油的內(nèi)燃機(jī)的燃燒性能進(jìn)行仿真，幫助工程師快速設(shè)計(jì)出燃燒更清潔、高效的靈活燃油引擎。Forte 穩(wěn)健準(zhǔn)確的燃燒建模能力與自動化網(wǎng)格生成相結(jié)合，讓您可以快速分析設(shè)計(jì)，免去網(wǎng)格生成之憂。
MODEL FUELS LIB 模型燃料庫：全球最完整、最精確的燃料機(jī)理數(shù)據(jù)庫
模型燃料庫 (MFL) 包括經(jīng)驗(yàn)證的超過 65 個(gè)燃料組分的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)制，這些機(jī)制與眾多行業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中的燃燒仿真都密切相關(guān)。燃料組分可用于代表氣體或液體石油衍生燃料或替代燃料的燃燒。氣體燃料包括天然氣、合成氣、生物燃料和混合氣體。在液體燃料方面，可組合使用燃料組分模擬生活中的多種燃料，包括汽油、柴油、航空燃油、代用燃料、混合燃油和添加劑等。
Energico: 燃機(jī)燃燒與工業(yè)爐燃燒模擬的革命性軟件
它可以模擬常規(guī)的汽油、柴油、煤油和生物燃料等的燃燒。傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)者在模擬燃燒時(shí)，僅僅使用單一組分燃料的燃油機(jī)理，但是，要想得到精確地預(yù)測結(jié)果就必須通過復(fù)雜的燃油模型?，F(xiàn)在，先進(jìn)的燃燒工具FORTETM和ENERGICOTM可以利用更復(fù)雜和精確的MFL模型，并保持了極快的求解速度。
CHEMKIN-CFD:3D CFD的最佳反應(yīng)求解搭檔
CHEMKIN-CFD的強(qiáng)大化學(xué)反應(yīng)模塊使其能在汽車，能源，化學(xué)和化工，微電子，材料制備，環(huán)境保護(hù)以及鋼鐵等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
Reaction WorkBench:真實(shí)燃料模擬、全自動機(jī)理簡化的強(qiáng)大工具
Reaction WorkBench采用直接關(guān)系圖方法(DRG)、基礎(chǔ)組分分析法(PCA)、計(jì)算奇異攝動法(CSP)三種方法進(jìn)行機(jī)理簡化。用戶對簡化過程進(jìn)行完全控制，既可以在框架機(jī)理中任意保有任何組分，也可以使用參數(shù)化研究方法，評價(jià)機(jī)理簡化效果。
發(fā)動機(jī)是飛機(jī)、導(dǎo)彈等飛行器的核心動力裝置，其中燃料的燃燒情況決定了它們的機(jī)動性和飛行能力。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外的科學(xué)家和工程師越來越關(guān)注燃料燃燒對發(fā)動機(jī)工作過程的影響。
Reaction Design開發(fā)的CHEMKIN系列軟件可通過數(shù)值模擬的方法系統(tǒng)地研究燃燒室結(jié)構(gòu)、燃料成分對燃燒過程的影響，探索提高燃燒效率、燃燒穩(wěn)定性的途徑，為提升發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。
主要研究問題：
· 航空發(fā)動機(jī)燃燒室煤油燃燒過程研究
· ENERGICO燃?xì)廨啓C(jī)燃燒模擬
典型算例：
· 燃?xì)廨啓C(jī)燃燒模擬
· 甲烷，空氣混合物的燃燒
· 99個(gè)反應(yīng)物，693個(gè)反應(yīng)
核心探討：
· 分析出口COx，UHC與NOx的濃度分布
· 應(yīng)用LBO貧油熄火分析判斷火焰的穩(wěn)定性
廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)就是從發(fā)動機(jī)排氣中，引回部分廢氣與新鮮空氣共同進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)參與燃燒，既降低汽缸內(nèi)的燃燒溫度，又有效控制高溫富氧條件下NOx的生成，從而大大降低發(fā)動機(jī)廢氣中NOx含量。EGR系統(tǒng)是由發(fā)動機(jī)ECU（電控單元）進(jìn)行控制，ECU通過進(jìn)氣溫度傳感器，進(jìn)氣壓力傳感器，水溫傳感器，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，油門傳感器，以及車輛制動信號，來感知發(fā)動機(jī)的各種狀態(tài)，從而控制EGR控制閥的開度和廢氣再循環(huán)比率。
從技術(shù)特點(diǎn)看，EGR技術(shù)可以有效降低燃燒過程中氮氧化物的生成。由于引入溫度很高的廢氣，增加了整個(gè)發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷，不僅對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程的冷卻提出了更高要求，而且整個(gè)發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)散熱能力也需要提高。同時(shí)，由于需要控制氮氧化物生成，對燃燒過程的最高溫度和持續(xù)時(shí)間都必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。
EGR發(fā)動機(jī)的存在的問題的主要誘因是廢氣重新進(jìn)入氣缸對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，所以進(jìn)氣過程仿真是最重要的步驟。
· 進(jìn)氣系統(tǒng)仿真
· 利用3D CFD方法模擬EGR發(fā)動機(jī)吸入廢氣和新鮮空氣混合后，缸內(nèi)的氣體成分和分布。
· 關(guān)注氣門表面的沖刷
· 關(guān)注廢氣溫度的變化，避免水氣凝結(jié)
· 噴油過程仿真
· 用3D CFD方法分析直列泵噴射系統(tǒng)的燃油蒸汽霧化過程
· 考察并比對有無EGR情況下，蒸發(fā)過程的異同，優(yōu)化噴油過程
· 燃燒過程仿真
· 利用3D CFD方法結(jié)合排放計(jì)算軟件CHEMKIN，選用準(zhǔn)確機(jī)理，模擬NOx和顆粒物的生成過程
· 優(yōu)化NOx生成率、生成時(shí)間和EGR率的關(guān)系增壓器壓氣機(jī)仿真
· 利用3D 多組分計(jì)算考慮增壓器的葉片載荷以及腐蝕問題
· 發(fā)動機(jī)零部件結(jié)構(gòu)仿真
· 使用3D 強(qiáng)度分析軟件，針對耐久性試驗(yàn)中出現(xiàn)問題的零部件，結(jié)合載荷應(yīng)力和熱應(yīng)力，進(jìn)行零部件強(qiáng)度和疲勞分析，優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
SCR的應(yīng)用背景：
· 柴油機(jī)的PM與NOx排放存在著“trade-off”的關(guān)系
· 國III/國IV發(fā)動機(jī)排放控制的主流技術(shù)之一：增壓、中冷、共軌、SCR
優(yōu)點(diǎn)：
· 能大幅度降低NOx排放（在不降低發(fā)動機(jī)效率的前提下，能使NOx的轉(zhuǎn)化率高達(dá)90%以上，并且在溫度范圍變化比較大的情況下保證較高的NOx轉(zhuǎn)化率）
· 較好的燃油經(jīng)濟(jì)性（油耗可節(jié)省5% ~ 7%）
· 對燃油品質(zhì)相對不敏感（尤其是對S毒副作用的高抗性）
· 催化劑活性高以及對水蒸氣穩(wěn)定性
SCR原理：
· NH3—SCR選擇性催化還原技術(shù)利用NH3或尿素作為還原性物質(zhì)，在O2濃度高出NOx濃度兩個(gè)數(shù)量級以上條件下，在一定溫度和催化劑作用下，利用NH3將NOx還原為N2和H2O。由于NH3高選擇性優(yōu)先還原NOx，而不先與O2反應(yīng)，故稱其為“選擇性催化還原”。
· SCR過程可在柴油機(jī)排氣溫度300℃~400℃溫度下進(jìn)行。該反應(yīng)可以去除柴油機(jī)排氣中絕大部分的NOx，同時(shí)也能不同程度降低HC和CO的排放。
SCR過程優(yōu)化設(shè)計(jì)方案：
· 采用軟件仿真與部件試驗(yàn)相結(jié)合的方法對SCR過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是國內(nèi)外主機(jī)和配套廠商的主要SCR設(shè)計(jì)思路、歐洲主要的SCR廠商均使用Chemkin軟件進(jìn)行過程仿真。
SCR過程仿真方案：
方法一：單獨(dú)使用CHEMKIN軟件仿真
方法二：使用CHEMKIN與CFD軟件耦合仿真
從近年開始小排量、高增壓、缸內(nèi)直噴以及與之相配合的雙離合變速箱技術(shù)，使得車用汽油機(jī)的油耗大大降低，排放量顯著減少，綜合駕駛性能明顯提高。
CHEMKIN軟件為車用汽油機(jī)的模擬提供了一整套研發(fā)工具。
· SinoFlow公司提供國內(nèi)93號，97號國家標(biāo)準(zhǔn)汽油的化學(xué)成分分析。
· CHEMKIN-WorkBench提供全套碳?xì)淙剂蠙C(jī)理包括汽油燃燒機(jī)理，提供全套機(jī)理簡化方法，為核心燃燒機(jī)理的開發(fā)提供了便捷工具。
· CHEMKIN-CFD提供CHEMKIN核心求解器與通用CFD軟件的耦合運(yùn)算。
· FORTE作為著名的專業(yè)燃燒開發(fā)工具KIVA的最新商業(yè)版本，集成了幾十年KIVA的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，包括Wisconsin ERC的模型，使用了動態(tài)網(wǎng)格分組和動態(tài)自適應(yīng)化學(xué)求解器，大大加快了求解速度，可以比常規(guī)CFD求解器快十倍以上。
· CHEMKIN系列工具的汽油機(jī)燃燒模擬可以高精度的模擬點(diǎn)火、火焰?zhèn)鞑?、爆震、NOx生成、三元催化、顆粒物生成等一系列污染物生成和降低，是全新一代的低污染汽油機(jī)開發(fā)工具。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤燃燒帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，燃煤產(chǎn)生的NOx和重金屬可嚴(yán)重危害人類的健康，對水資源、大氣和土壤造成極大的破壞。針對以上環(huán)境問題，各種煤燃燒污染物排放技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在各個(gè)技術(shù)實(shí)際運(yùn)行中，運(yùn)行條件的變化會造成脫除成本、效率的巨大差異。無論是設(shè)計(jì)人員還是現(xiàn)場運(yùn)行工程師都希望能有一款CAE軟件來指導(dǎo)工業(yè)應(yīng)用。
Reaction Design開發(fā)的CHEMKIN系列軟件可針對工業(yè)應(yīng)用中影響脫除效率的主要因素進(jìn)行數(shù)值模擬，揭示最佳的反應(yīng)條件，對工程應(yīng)用起到指導(dǎo)作用。
主要解決問題：
· 選擇性催化還原（SCR）法脫除煙氣中的NOx
· 選擇性非催化還原（SNCR）法脫除NOx
· 燃煤過程中痕量重金屬分析（汞鉻）
· 再燃過程降低NOx
· 煙氣噴鈣還原NOx
· 等離子法脫除NOx
乙烯是石油化工行業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料之一，乙烯工業(yè)的技術(shù)水平是衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志。烴類裂解制乙烯是較大分子的烴類在高溫下發(fā)生斷鏈和脫氫反應(yīng)生成較小分子的乙烯和丙烯等產(chǎn)物的過程，包括脫氫、斷鏈、異構(gòu)化、芳構(gòu)化等諸多反應(yīng)。
Reaction Design開發(fā)的CHEMKIN系列軟件可全面系統(tǒng)地分析乙烯裂解爐內(nèi)燃燒、煙氣流動傳熱和管內(nèi)裂解原料反應(yīng)過程以及各個(gè)過程之間的耦合關(guān)系，為工程設(shè)計(jì)和操作提供理論指導(dǎo)。
化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)是全球范圍材料制作與加工行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的一種生產(chǎn)工藝，其機(jī)理是通過外來能量（熱源，等離子）激活氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成能夠沉積在反應(yīng)表面的密度稍大的較重物質(zhì)層，從而均勻地給表面鍍上一層的薄膜。目前CVD主要應(yīng)用于電子行業(yè)，包括集成電路、光電儀器、電子傳感器的制作與加工；催化劑生產(chǎn)；金屬的精細(xì)加工（如磨具、鉆頭加工），玻璃的生產(chǎn)，防高溫的陶瓷制品制作等等。
Reaction Design開發(fā)的CHEMKIN系列軟件可以對CVD工藝進(jìn)行較好的模擬，能夠形象地反映表面反應(yīng)的過程，包括產(chǎn)物濃度的變化、產(chǎn)物沉積速率以及溫度和流場的分布等，從而可以幫助企業(yè)減少有害物質(zhì)的排放，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。
主要應(yīng)用包括：
· 旋轉(zhuǎn)盤、管道流動，多晶片反應(yīng)器中CVD過程
· 反應(yīng)器中工況參數(shù)優(yōu)化
典型算例：
· 旋轉(zhuǎn)條件下硅烷氣相沉積工藝模擬
· 惰性氣體氦氣中1%的硅烷常溫下從上往下注入；
· 沉積墻面溫度1000K，且高速旋轉(zhuǎn)1000rpm；
· 17種反應(yīng)物，26個(gè)可逆反應(yīng)，其中13個(gè)表面反應(yīng)；
核心探討
· 分析反應(yīng)物的流動，反應(yīng)，沉積過程；
· 了解沉積速率，產(chǎn)物濃度分布等細(xì)微變化。
輕水堆核電站發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí) ,堆芯內(nèi)金屬的氧化反應(yīng)及堆芯熔融物與混凝土的反應(yīng)皆產(chǎn)生大量氫氣。氫氣在安全殼中擴(kuò)散 ,同時(shí)不斷與空氣和水蒸氣混合 ,從而導(dǎo)致安全殼內(nèi)形成可燃混合氣體。氫氣在安全殼內(nèi)的燃燒將導(dǎo)致安全殼內(nèi)氣體壓力和溫度的快速上升 ,給安全殼的完整性帶來嚴(yán)重威脅。在嚴(yán)重事故下 ,對可燃混合氣體采取點(diǎn)火器對氫氣進(jìn)行預(yù)先點(diǎn)火是一種有效的緩解措施 ,其目的是在事故早期將氫氣在較低濃度下點(diǎn)火 ,從而確保氫氣僅發(fā)生慢速的擴(kuò)散燃燒。
在國家核安全局頒布的 《關(guān)于新建核電廠若干安全問題的技術(shù)政策》 中明確指出:嚴(yán)重事故下 ,必須消除威脅安全殼完整性的大規(guī)模的氫氣爆燃和爆炸。針對這一政策 ,中國在今后新建核電廠時(shí) ,必須考慮嚴(yán)重事故下氫氣在安全殼內(nèi)的行為及其緩解措施。
CHEMKIN 作為作為世界上最頂尖的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理分析、燃燒過程模擬、流場分析軟件尤其適合于核電氫氣點(diǎn)火安全特性研究。
CHEMKIN 具有非常強(qiáng)大的求解復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)問題的軟件包，適合用于對燃燒過程、催化過程、化學(xué)氣相沉積、等離子體及其他化學(xué)反應(yīng)的模擬。CHEMKIN 以氣相動力學(xué)、表面動力學(xué)、傳遞過程這三個(gè)核心軟件包為基礎(chǔ)，提供了對21 種常見化學(xué)反應(yīng)模型及后處理程序。CHEMKIN能夠?qū)錃恻c(diǎn)火燃燒的全過程進(jìn)行完整精確的分析，從氫氣分布的三維計(jì)算流體力學(xué)模擬; 評估點(diǎn)火時(shí)氫氣發(fā)生火焰加速和燃爆轉(zhuǎn)變的可能性; 優(yōu)化點(diǎn)火器系統(tǒng)的空間布置及點(diǎn)火時(shí)間; 到氫氣擴(kuò)散火焰和慢速燃燒的模擬，CHEMKIN都能發(fā)揮其強(qiáng)大的分析、計(jì)算機(jī)優(yōu)化能力。
CHEMKIN-PTM理論介紹:
· SOOT模型中定義的碳顆?？梢杂梢粋€(gè)或一組碳原子構(gòu)成
· 顆粒等級定義: 顆粒等級是由組成顆粒的固體組份的數(shù)量決定的,例如:一個(gè)碳顆粒的等級為100意思就是它由100個(gè)碳原子組成
· 粒子尺寸/等級的矩量函數(shù)
· 顆粒數(shù)量統(tǒng)計(jì)函數(shù)
· 顆粒質(zhì)量統(tǒng)計(jì)函數(shù)
· 顆粒總體積統(tǒng)計(jì)
· 顆粒平均直徑統(tǒng)計(jì)
· 顆粒團(tuán)聚模型
· 顆粒核形成反應(yīng)
· 顆粒增長方式
· 顆粒的縮減模型
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