Insikt om partikelskalan för att möjliggöra pålitliga storskaliga simuleringar av gas-partikelflöden

Forskningsprojekt, 2024 – 2027

I gas-partikelflöden interagerar gas med fasta partiklar genom att reagera med dem, kyla ner eller värma upp dem samt transportera och omblanda dem. Gas-partikelflöden nyttjas av olika sektorer och industriella processer t.ex. kraft- och värmeanläggningar, pappersbruk, järn- och stålindustrin, läkemedelstillverkning, livsmedelsindustrin. Gas-partikelflöden förväntas spela en nyckelroll i framtida processer som är i utvecklingsfas, t.ex. CO2-avskiljning, kemisk återvinning av plast, omvandling av biomassa till biomaterial och biodrivmedel.Designen och driften av dessa viktiga gas-partikelprocesser baseras dock fortfarande på erfarenhet snarare än förståelse av grundfenomenen. Detta gör utvecklingen av tekniken långsam och ineffektiv eftersom det inte finns pålitliga matematiska modeller att använda sig av. En huvudorsak till kunskapsluckan är avsaknaden av insyn i flödesbilden i partikelns direkta omgivning.. Det finns dessutom en utmaning i att simuleringarna av industriella anläggningar tar orimligt lång simuleringstid.Detta projekt syftar till att utveckla pålitliga och beräkningsmässigt överkomliga beskrivningar av gas-partikelflöden. För detta kommer projektet att nyttja en nyutvecklad mätteknik som är baserad på radar och erbjuder unik och noggrann insyn i flödesbilden på partikelnivå. Denna  insyn, som har ett stort vetenskapligt värde i sig, kommer göra det möjligt att förse simuleringsverktygen med pålitligare flödesbeskrivningar. Parallellt kommer projektet att undersöka användningen av de nyaste beräkningsstrategierna inom djupinlärning för att göra simuleringen av industriella anläggningar överkomlig. Det i projektet utvecklade modellverktyget förväntas öka grundkunskapen kring gas-partikelflöden samt stödja utvecklingen av gas-partikelprocesser.