Název: Methodology for Algal Photobioreactor Design: Mathematical Modelling of Hydrodynamic Mixing and Prediction of Light Regime Parameters
Překlad názvu: Metodika navrhování řasových fotobioreaktorů: matematické modelování hydrodynamického míchání a předpověď parametrů světelného režimu
Autoři: Papáček, Š. ; Rálek, P. ; Kopecký, Jiří ; Masojídek, Jiří ; Štys, Dalibor ; Petera, K.
Typ dokumentu: Příspěvky z konference
Konference/Akce: International Workshop on Simulation, Modelling, and Numerical Analysis /2./, Liberec (CZ), 2003-09-01 / 2003-09-03
Rok: 2003
Jazyk: eng
Abstrakt: [eng] [cze]
Computational fluid dynamics (CFD) and process simulation are important tools for the design and optimisation of biochemical processes. In this contribution, the photobioreactor design methodology based on CFD is proposed. A widely used CFD package (Fluent 6.1, by Fluent Inc.) performs a numerical approximation of microalgae trajectory (pathline) inside tubular photobioreactor. Consequently, prediction of the level of hydrodynamic mixing and corresponding light regime inside the photobioreactor with effective use of strong light by high-density algal culture is possible. In the first approach, the algal suspension is considered as a single-phase incompressible viscous Newtonian fluid, which fills the whole section of the photobioreactor photic zone. Coupling the cell trajectories with the corresponding light conditions, the light histories of single cells are obtained. These records contain complete information about light regime in photobioreactor. Computer simulations for various photobioreactor design parameters and operating conditions allow to establish the quantitative relation between variables representing design and operating parameters and light regime parameters. Thus the problem of optimal PBR design could be resolved. Počítačová dynamika tekutin (CFD) a simulace procesů jsou důležité nástroje pro návrh a optimalizaci biochemických procesů. Tento příspěvek se zabývá vypracováním metodologie návrhu fotobioreaktorů. CFD kód Fluent 6.1 poskytuje numerickou aproximaci trajektorií mikrořas uvnitř tubulárního fotobioreaktoru. Složením trajektorií s odpovídajícími světelnými podmínkami lze obdržet záznamy tzv. světelné historie pro jednotlivé buňky. Tyto záznamy obsahují kompletní informaci o světelném režimu ve fotobioreaktoru. Numerické simulace pro různé kombinace konstrukčních parametrů fotobioreaktoru a operačních podmínek umožňují vyjádřit kvantitativní závislost mezi proměnnými representujícími konstrukční a operační parametry a parametry světelného režimu. Takto pak lze následně vyřešit problém optimálního návrhu fotobioreaktoru.
Klíčová slova: 3d algal; pbr
Číslo projektu: LN00A141 (CEP)
Poskytovatel projektu: GA MŠk
Zdrojový dokument: International Workshop on Simulation, Modelling, and Numerical Analysis /2./

Instituce: Mikrobiologický ústav AV ČR (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Dokument je dostupný v příslušném ústavu Akademie věd ČR.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11104/0007864

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-19273


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Věda a výzkum > AV ČR > Mikrobiologický ústav
Konferenční materiály > Příspěvky z konference