Email this article 
MATHEMATICAL MODELING OF THE PHYSICO-CHEMICAL PROCESS IN THE CATALYST LAYER
- Authors: Yazovtseva O.S1
-
Affiliations:
- Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research Ogarev Mordovia State University”
- Issue: Vol 526, No 1 (2025)
- Pages: 46–53
- Section: MATHEMATICS
- URL: https://medbiosci.ru/2686-9543/article/view/364249
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034504925060081
- ID: 364249
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The article presents developed by the author mathematical model of an unsteady physico-chemical process in a catalyst layer with a cylindrical grain shape. The computational algorithm used to solve equations based on the splitting by physical processes is described. The accuracy order of the algorithm is defined. His verification was carried out on a problem with a known analytical solution. Based on the developed model and the constructed algorithm, three modes of the flow of an unsteady process are investigated, and confirmation of the dynamic mode effectiveness in comparison with the static one is obtained.
About the authors
O. S Yazovtseva
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “National Research Ogarev Mordovia State University”
Email: kurinaos@gmail.com
Saransk, Russia
References
- Матрос Ю.Ш. Нестационарные процессы в каталитических реакторах. Новосибирск: Наука, 1982. 258 с.
- Kern C., Jess A. Regeneration of coked catalysts–modelling and verification of coke burn-off in single particles and fixed bed reactors // Chemical Engineering Science. 2005. V. 60. P. 4249–4264.
- Заварухин С.Г. Математическое моделирование влияния стефановского потока на процесс в зерне катализатора с использованием Mathcad // Кинетика и катализ. T. 61. № 1. 2020.
- Слинько М.Г. Моделирование химических реакторов. Новосибирск: Наука. Сиб. отдние, 1968. 95 с.
- Марчук Г.И. Методы расщепления. М.: Наука, 1988. 130 с.
- Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1967. 197 с.
- Язовцева О.С., Пескова Е.Е. Математическое моделирование нестационарного химического процесса в зерне катализатора цилиндрической формы // Вычислительные методы и программирование. 2025. Т. 26. №2. С. 129–139. https://doi.org/10.26089/NumMet.v26r209
- Yazovtseva O.S., Gubaydullin I.M., Peskova E.E., Sukharev L.A., Zagoruiko A.N. Computer Simulation of Coke Sediments Burning from the Whole Cylindrical Catalyst Grain // Mathematics. 2023. V. 11.№3. P. 669. https://doi.org/10.3390/math11030669
- Губайдуллин И.М. Математическое моделирование динамических режимов окислительной регенерации катализаторов в аппаратах с неподвижным слоем. Уфа: Институт Нефтехимии и катализа АН РБ, 1996, автореферат диссерт. . . . канд. физ.-мат. наук.
- Reshetnikov S.I., Petrov R.V., Zazhigalov S.V., Zagoruiko A.N. Mathematical Modeling of Regeneration of Coked Cr-Mg Catalyst in Fixed Bed Reactors // Chemical Eng Journal. 2020. V. 380. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122374
- Язовцева О.С. Математическое моделирование нестационарного горения коксовых отложений в слое катализатора со сферической формой зерен // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2025. Т. 65.№6. С. 1047–1058.
- Вольтер Б.В., Сальников И.Е. Устойчивость режимов работы химических реакторов. М.: Химия, 1972. 192 с.
- Hairer E., Wanner G. Solving Ordinary Differential Equations II. Springer-Verlag, 1996.
- Chetverushkin B.N., Olkhovskaya O.G., Gasilov V.A. An Explicit Difference Scheme for a Nonlinear Heat Conduction Equation // Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. V. 15. P. 529–538. https://doi.org/10.1134/S2070048223030031
- Yazovtseva O.S. Numerical Study of Wave Processes during Oxidative Regeneration of a Stationary Catalyst Layer // Mathematical Models and Computer Simulations, 2024. V. 16. №S2. P. S272–S281. https://doi.org/10.1134/S2070048224700972
- Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971. 553 с.
Supplementary files
