Luận án tiến sĩ: Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith

Luận án tiến sĩ mô hóa các kênh xúc tác và lò phản ứng monolith. Phát triển mô hình phân tán, phân tích động lực học nhiệt và khối lượng trong hệ thống xúc tác.

Trường ĐH

Case Western Reserve University

Chuyên ngành

Mechanical & Aerospace Engineering

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án

Năm xuất bản

Số trang

171

Thời gian đọc

26 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tóm tắt nội dung

I. Mô hình toán học phản ứng xúc tác monolith

Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith đóng vai trò quan trọng trong thiết kế hệ thống xử lý khí thải và các ứng dụng công nghiệp. Nghiên cứu này phát triển mô hình toán học phản ứng chi tiết để mô phỏng quá trình oxy hóa CO trên bề mặt platinum. Phương pháp sử dụng phương trình vi phân đạo hàm riêng kết hợp với cơ chế động học phản ứng hóa học bề mặt. Mô hình phân tích cả truyền nhiệt trong lò phản ứng và truyền khối trong xúc tác đồng thời. Kết quả cho thấy sự phù hợp cao với dữ liệu thực nghiệm từ các kênh platinum và cấu trúc monolith. Nghiên cứu so sánh mô hình phân bố (distributed) với mô hình tập trung (lumped) để đánh giá độ chính xác. Các yếu tố như số Nusselt, số Sherwood, và hệ số truyền khối ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất chuyển hóa nhiên liệu.

1.1. Phương trình cân bằng vật liệu và năng lượng

Hệ phương trình cơ bản bao gồm cân bằng khối lượng cho pha khí và pha rắn. Phương trình bảo toàn năng lượng tính đến dẫn nhiệt trục và bức xạ nhiệt. Mô hình sử dụng giả thiết chuẩn ổn định (quasi-steady) cho pha khí. Độ dày lớp biên động lượng và nhiệt được xác định qua số Reynolds. Cân bằng vật liệu và năng lượng áp dụng cho từng thể tích hữu hạn dọc theo kênh.

1.2. Động học phản ứng hóa học bề mặt

Cơ chế phản ứng dị thể trên bề mặt platinum bao gồm hấp phụ và giải hấp các chất. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào phân số vị trí bề mặt của CO(s) và O(s). Mô hình sử dụng cơ chế Deutschmann cho phản ứng CO/O2 khô và ẩm. Điều kiện ban đầu bề mặt thường giả định bao phủ hoàn toàn bởi oxy. Tích số ZCO(s)·ZO(s) tỷ lệ thuận với tốc độ chuyển hóa nhiên liệu.

1.3. Phương pháp số và thuật toán giải

Rời rạc hóa không gian sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn. Tích phân theo thời gian áp dụng cho pha rắn với dung sai lỗi tuyệt đối và tương đối. Thuật toán giải lặp qua các bước thời gian cho đến đạt trạng thái ổn định. Sơ đồ giải bao gồm cập nhật tính chất vận chuyển và kiểm tra hội tụ. Chương trình máy tính tối ưu hóa hiệu suất tính toán cho hệ thống lớn.

II. Truyền nhiệt trong lò phản ứng monolith

Truyền nhiệt đóng vai trò then chốt trong hoạt động của lò phản ứng monolith xúc tác. Quá trình bao gồm dẫn nhiệt trục dọc theo pha rắn và trao đổi nhiệt đối lưu với pha khí. Bức xạ nhiệt giữa các bề mặt kênh cũng được xem xét trong mô hình. Hệ số truyền nhiệt liên quan trực tiếp đến số Nusselt của dòng chảy. Phân tích thang thời gian cho thấy pha khí nhanh chóng đạt cân bằng nhiệt. Ngược lại, pha rắn có quán tính nhiệt lớn hơn đáng kể. Tỷ số nhiệt dung thể tích khí-rắn ảnh hưởng đến động lực học nhiệt tổng thể. Gradient nhiệt độ dọc trục cao hơn nhiều so với hướng xuyên tâm.

2.1. Dẫn nhiệt trục trong pha rắn

Dẫn nhiệt trục dọc theo thành kênh platinum ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ. Số Peclet nhiệt rắn đánh giá tầm quan trọng của quá trình này. Với giá trị Peclet lớn, dẫn nhiệt trục có thể bỏ qua. Tuy nhiên, trong vùng phản ứng mạnh, gradient nhiệt độ cao làm tăng vai trò dẫn nhiệt. Mô hình đầy đủ giữ lại số hạng này để chính xác hơn.

2.2. Trao đổi nhiệt đối lưu khí rắn

Trao đổi nhiệt giữa dòng khí và thành kênh xảy ra qua lớp biên nhiệt. Số Nusselt đặc trưng cho hiệu quả trao đổi nhiệt này. Giá trị Nu=4.36 thường dùng cho kênh tròn phát triển đầy đủ. Nghiên cứu kiểm tra ảnh hưởng của việc thay đổi Nu đến kết quả mô phỏng. Hệ số truyền nhiệt tính từ Nu, độ dẫn nhiệt khí và đường kính thủy lực.

2.3. Bức xạ nhiệt giữa các bề mặt

Bức xạ nhiệt trở nên quan trọng ở nhiệt độ cao trên 800K. Mô hình tính đến trao đổi bức xạ giữa các phần tử bề mặt kênh. Độ phát xạ của platinum ảnh hưởng đến cường độ bức xạ. Tại vùng đầu vào lạnh, bức xạ giúp làm ấm pha rắn. Ở vùng phản ứng nóng, bức xạ hỗ trợ phân tán nhiệt dọc trục.

III. Truyền khối trong xúc tác và khuếch tán khí

Truyền khối trong xúc tác chi phối tốc độ phản ứng tổng thể trong nhiều trường hợp. Khuếch tán khí trong kênh vận chuyển chất phản ứng đến bề mặt xúc tác. Hiệu quả truyền khối đặc trưng bởi số Sherwood tương tự như số Nusselt. Phân tích sử dụng tương tự giữa truyền nhiệt và truyền khối để tính Sh. Nồng độ các chất tại thành kênh khác biệt so với dòng chính. Gradient nồng độ này thúc đẩy khuếch tán đến bề mặt phản ứng. Hệ số truyền khối quyết định tốc độ vận chuyển chất phản ứng. Các loài như CO và O2 có hệ số khuếch tán khác nhau ảnh hưởng đến tỷ lệ đương lượng tại thành.

3.1. Hệ số truyền khối và số Sherwood

Số Sherwood định lượng hiệu quả truyền khối đối lưu so với khuếch tán. Giá trị Sh tính từ tương tự nhiệt-khối với điều chỉnh theo số Schmidt. Hệ số truyền khối liên hệ trực tiếp với Sh, hệ số khuếch tán và kích thước đặc trưng. Nghiên cứu thay đổi Sh để kiểm tra độ nhạy của mô hình. Kết quả cho thấy Sh ảnh hưởng mạnh đến chuyển hóa nhiên liệu.

3.2. Phân bố nồng độ trong lớp biên

Lớp biên nồng độ hình thành gần thành kênh do phản ứng bề mặt. Độ dày lớp biên phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy và hệ số khuếch tán. Phân số khối lượng tại thành (YkW) khác với giá trị dòng chính. Gradient này tạo ra lực kéo khuếch tán vận chuyển chất phản ứng. Mô hình tính toán YkW cho từng loài tại mỗi vị trí trục.

3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ đương lượng tại thành

Tỷ lệ đương lượng tại thành (φW) khác với giá trị dòng chính do truyền khối chọn lọc. Các loài có hệ số khuếch tán khác nhau di chuyển với tốc độ không đồng đều. Điều này tạo ra sự khác biệt về thành phần hỗn hợp tại bề mặt. Giá trị φW ảnh hưởng đến động học phản ứng bề mặt. Mô hình theo dõi φW dọc theo chiều dài kênh để đánh giá hiệu ứng này.

IV. So sánh mô hình với dữ liệu thực nghiệm

Nghiên cứu thực hiện ba trường hợp kiểm chứng mô hình với thực nghiệm. Trường hợp 1 so sánh trạng thái ổn định đẳng nhiệt trong ống platinum. Trường hợp 2 mô phỏng cấu trúc monolith đa kênh ở điều kiện ổn định. Trường hợp 3 phân tích lan truyền sóng phản ứng tạm thời trong ống ngang. Tất cả các trường hợp sử dụng hỗn hợp 3% CO trong không khí. Kết quả mô phỏng phù hợp tốt với đo đạc nhiệt độ và chuyển hóa. Sai lệch chủ yếu do bất định trong điều kiện biên và tính chất vật liệu. Phân tích độ nhạy xác định các tham số quan trọng nhất.

4.1. Trường hợp 1 Ống platinum đẳng nhiệt

Thực nghiệm Khitrin và Solovyeva sử dụng ống platinum ở ba vận tốc khác nhau. Mô hình tính toán với Nu=4.36 cho dòng phát triển đầy đủ. Kết quả cho thấy sự phù hợp tốt về chuyển hóa CO dọc theo kênh. Tại vận tốc 34 m/s, mô hình dự đoán chính xác vị trí hoàn thành phản ứng. Phân tích cho thấy sự quan trọng của truyền khối đến bề mặt xúc tác.

4.2. Trường hợp 2 Cấu trúc monolith đa kênh

Cấu trúc monolith gồm nhiều kênh song song với diện tích bề mặt lớn. Mô hình áp dụng cho một kênh đại diện với điều kiện biên đối xứng. Trao đổi nhiệt giữa các kênh qua thành ngăn được xem xét. Kết quả nhiệt độ khớp với đo đạc hồng ngoại dọc theo monolith. Mô hình nắm bắt được điểm bắt lửa và vùng phản ứng mạnh.

4.3. Trường hợp 3 Lan truyền sóng phản ứng tạm thời

Thí nghiệm ống platinum ngang quan sát lan truyền mặt trận phản ứng. Mô hình tạm thời theo dõi sự phát triển nhiệt độ theo thời gian. Tốc độ lan truyền sóng phụ thuộc vào cân bằng nhiệt khí-rắn. Kết quả cho thấy sự di chuyển vùng nóng dọc theo kênh. Dẫn nhiệt trục trong pha rắn ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền.

V. Phân tích thang thời gian và số Peclet

Phân tích thang thời gian xác định các quá trình chi phối trong hệ thống. Thang thời gian đối lưu khí rất ngắn so với khuếch tán nhiệt rắn. Tỷ số này biện minh cho giả thiết chuẩn ổn định pha khí. Số Peclet nhiệt và khối đánh giá tầm quan trọng tương đối của các cơ chế vận chuyển. Peclet lớn chỉ ra vận chuyển đối lưu chiếm ưu thế. Peclet nhỏ cho thấy khuếch tán đóng vai trò quan trọng. Pha rắn có quán tính nhiệt lớn hơn pha khí nhiều bậc độ lớn. Điều này ảnh hưởng đến động lực học đáp ứng tạm thời của hệ thống.

5.1. Thang thời gian pha khí

Thang thời gian đối lưu khí tính từ chiều dài kênh và vận tốc trung bình. Giá trị điển hình trong khoảng mili-giây cho kênh cỡ cm. Thang thời gian khuếch tán khí dựa trên hệ số khuếch tán và kích thước đặc trưng. Tỷ số giữa hai thang thời gian này cho số Peclet khối. Kết quả cho thấy đối lưu chiếm ưu thế trong vận chuyển khí.

5.2. Thang thời gian pha rắn

Thang thời gian khuếch tán nhiệt rắn phụ thuộc vào độ dày thành và độ khuếch tán nhiệt. Giá trị thường lớn hơn thang thời gian khí hàng trăm lần. Điều này tạo ra sự tách biệt rõ ràng giữa động lực học hai pha. Tỷ số nhiệt dung thể tích khí-rắn thường nhỏ hơn 0.01. Pha rắn hoạt động như bể chứa nhiệt lớn cho hệ thống.

5.3. Số Peclet và chế độ vận chuyển

Số Peclet nhiệt khí đánh giá tầm quan trọng dẫn nhiệt trục khí. Giá trị lớn cho phép bỏ qua dẫn nhiệt trục trong pha khí. Số Peclet nhiệt rắn nhỏ hơn, đặc biệt trong vùng gradient cao. Điều này yêu cầu giữ lại số hạng dẫn nhiệt trục rắn. Số Peclet khối tương tự đánh giá khuếch tán trục các loài.

VI. Ứng dụng và cải tiến mô hình phản ứng xúc tác

Mô hình phát triển có nhiều ứng dụng trong thiết kế bộ chuyển đổi xúc tác ô tô. Công nghệ này cũng áp dụng cho lò phản ứng vi mô và thiết bị đốt cháy xúc tác. Các cải tiến đề xuất bao gồm mở rộng sang cơ chế phản ứng phức tạp hơn. Tích hợp mô hình 2D hoặc 3D sẽ nắm bắt hiệu ứng hướng kính tốt hơn. Kết nối với mô hình CFD đầy đủ cho vùng đầu vào và đầu ra. Tối ưu hóa mã nguồn để xử lý hệ thống monolith quy mô lớn. Nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của hơi nước và các chất ức chế khác.

6.1. Cải tiến mô hình vật lý

Mở rộng sang mô hình 2D hoặc 3D để nắm bắt biến đổi hướng kính. Tích hợp hiệu ứng bức xạ phức tạp hơn giữa các kênh lân cận. Xem xét sự không đồng nhất của lớp phủ xúc tác. Bao gồm ảnh hưởng của lão hóa xúc tác và nhiễm độc. Mô hình hóa chi tiết hơn vùng đầu vào với dòng chảy phát triển.

6.2. Cải tiến cấu hình thực nghiệm

Đo đạc chi tiết hơn về phân bố nhiệt độ bề mặt. Phân tích thành phần khí tại nhiều vị trí dọc kênh. Kiểm soát chính xác hơn điều kiện biên nhiệt độ và lưu lượng. Đặc tính hóa đầy đủ tính chất vật liệu xúc tác. Thí nghiệm với nhiều loại nhiên liệu và điều kiện vận hành khác nhau.

6.3. Tối ưu hóa hiệu suất tính toán

Cải thiện thuật toán giải để giảm thời gian tính toán. Áp dụng kỹ thuật song song hóa cho hệ thống đa kênh. Tối ưu hóa lưới tính toán dựa trên gradient địa phương. Sử dụng phương pháp bậc cao hơn để tăng độ chính xác. Phát triển công cụ hậu xử lý tự động cho phân tích kết quả.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ: Modeling of catalytic channels and monolith reactors

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (171 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

MODELING OF CATALYTIC CHANNELS AND MONOLITH REACTORS by PETER M. STRUK Submitted in partial fulfillment of the requirements For the degree of Doctor of Philosophy Dissertation Adviser: Dr. T’ien Department of Mechanical & Aerospace Engineering CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY January 2007 UMI Number: 3237867 UMI Microform 3237867 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved.

This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 ii DEDICATION This dissertation is dedicated first and foremost to my family who patiently waited for me over many long days and nights as I completed this work. Also, this work is dedicated to my parents who provided me the opportunity to pursue higher education.

Finally, this dedication extends to my many friends and colleagues from NASA, CWRU, and the NCSER who continually provided guidance and inspiration for this endeavor. iii TABLE OF CONTENTS DEDICATION. iii TABLE OF CONTENTS. iv LIST OF TABLES.

vi LIST OF FIGURES .2 Lumped versus Distributed Models.3 Gas-Phase Quasi-Steadiness.5 Solid-Phase Heat Transfer .2 Spatial Integration in x .3 Integration in Time .1 Case 1: Steady-State Comparisons – Isothermal Platinum Tube .4 Discussion of Case 1 .2 Case 2: Steady-State Comparisons – Monolith .4 Discussion of Case 2 .3 Case 3: Transient Propagation – Single Horizontal Platinum Tube .4 Discussion of Case 3 .1 Physical Model Improvement .2 Experimental Channel Configuration Improvements .3 Further Recommended Studies.4 Potential Improvements to the Performance of the Computer Program. DERIVATION OF GOVERNING EQUATIONS. TIMESCALES & NON-DIMENSIONAL EQUATIONS. THERMOPHYSICAL AND TRANSPORT PROPERTIES.

MONOLITH UPSTREAM HEAT TRANSFER. IR TEMPERATURE ANALYSIS OF PLATINUM TUBE. 149 v LIST OF TABLES Table 1. Absolute (ATOL) and relative (RTOL) error tolerances used in the computations.

The stable and radical species are defined in Appendix E. Dry CO / O2 sub-mechanism on platinum from the work of Deutschmann et al. Summary of experimental configurations modeled in this work. Values denoted with an asterisk (*) were not explicitly stated in the reference but were assumed.

The ambient pressure surrounding the channel for case 3 (denoted by **) was slightly less-than 1 (≈0. Calculated Sherwood numbers for each species using the analogy of heat and mass transfer with Nu=4. The property values are based on the inlet mixture (3% CO by volume in air with saturated water vapor) at 850K. Calculated Reynolds numbers evaluated at the temperature extremes for the catalytic channel experiments of Khitrin and Solovyeva.

Gas-phase timescales and Peclet numbers for various processes of the catalytic channel using the property values shown at the top. Solid-phase timescales and Peclet numbers for various processes of the catalytic channel using the property values shown at the top. Volumetric ratios of the gas to solid heat capacities for all 3 cases presented in the text. Parameter used to gauge the importance of solid axial heat conduction to lateral heat transfer from the gas to the solid.

Thermophysical property values used in the calculations. Homogeneous CO gas-phase mechanism [84]. The reactions used in the dry CO mechanism are shown in red. All reactions are used in the wet CO mechanism.

CH4 / O2 mechanism on platinum [21]. The reactions shown in red are used in the dry CO calculation. All reactions are used in the wet CO mechanism.143 vi LIST OF FIGURES Figure 1. Flowchart of basic solution algorithm.

Discretization of catalytic channel into finite volumes. Solid phase nodes (shown in black) represent the entire cross-sectional volume. The inlet is at x=0. Comparison of steady-state model results (including a plug-flow model) to the experiment of Khitrin and Solvyeva[54] for 3 channel velocities.

The inlet gas consisted of 3% CO (by volume) with the balance being air. Computed steady-state profiles of CO mass fraction and select surface species along the length of the platinum channel for the 34 m/s case (Nu = 4. The initial condition for the surface is ZO(s) = 1. Computed results showing the effect of varying the mass-transfer effectiveness.

The Sherwood number is related to the Nusselt number via the heat and mass-transfer analogy. The surface initial condition for these calculations is ZO(s) = 1. Wall mass fraction, YkW (for CO and O2), and surface site fractions, Zk (for CO(s) and O(s)), at the channel outlet versus Nu for 560K. Also shown is the product ZCO(s) ⋅ ZO(s), which is proportional to the fuel conversion rate.

Wall mass fraction, YkW (for CO and O2), and surface site fractions, Zk (for CO(s) and O(s)), at the channel outlet versus Nu for 600K. Also shown is the product ZCO(s) ⋅ ZO(s), which is proportional to the fuel conversion rate. Wall equivalence ratio, φW, at the channel outlet versus Nu for four temperatures: 560K, 580K, 600K, and 620K. The dashed line corresponds to the approximate φW just prior to light- off (which would occur with any further temperature increase or Nu decrease).

Comparison of different values of Γ (surface site density) on the steady-state model results. The value of Γ0 =2.71 x 10-9 mol/cm2 was estimated from the density of platinum[19, 63]. The initial surface condition was ZO(s)=1. Comparison of different values of Γ (surface site density) on the steady-state model results.

The value of Γ0 =2.71 x 10-9 mol/cm2 was estimated from the density of platinum[19, 63]. The initial surface condition was ZCO(s)=1. Global sensitivity study of the dry CO mechanism conducted by changing the pre- exponential constant or sticking coefficient by 25% and 175% relative to the published value. The data corresponds to 34 m/s and the black lines are the unmodified kinetics.

In these calculations, the surface is initially covered by CO(s). Global sensitivity study of the dry CO mechanism conducted by changing the pre- exponential constant or sticking coefficient by 25% and 175% relative to the published value. The data corresponds to 34 m/s and the black lines are the unmodified kinetics. In these calculations, the surface is initially covered by O(s).

Computed results showing the effect of saturated water vapor (using a wet CO mechanism) in the inlet feed on the steady-state conversion. Schematic representation of monolith configuration tested in this section. The model represents the center channel of the monolith and is used to characterize the entire monolith performance. The left image is from Kee et al.

Measured CO concentration at the outlet of a commercial monolith from the work of Ullah et al. The inlet velocity for an individual channel was 6.23 m/s at a temperature of 623K. The right axis shows the conversion calculated from the concentration measurements. Computed results showing the effect of varying a* on the conversion of CO as a function of reactor length.

The experimental data is from Ullah et al. The top graph shows the conversion while the bottom graph shows the corresponding solid temperatures. Temperature and select species mass and site fraction as a function of monolith length up to 4cm (the calculation used 12 cm). The model parameters are a*=10 and Nu=4.

Temperature and select species mass and site fraction as a function of monolith length up to 4cm (the calculation used 12 cm). The model parameters are a*=30 and Nu=4. Effect of Nu / Sh on the steady-state conversion of CO as a function of reactor length. The Sherwood number comes from the analogy of heat and mass transfer.

The computations use a*=30 and correspond to the mass-transfer limited or high-conversion solution. Ignition and propagation sequence of a CO / O2 (φ = 1) catalytic reaction along the inside of a platinum tube (0. The inlet gas velocity is 2 m/s. Leading edge of catalytic reaction versus time in a platinum tube for φ = 0.1 to 1 with a dry CO / O2 mixture flowing at 2 m/s.

A hot-wire heats the outlet end of the tube for 3 seconds (denoted by the red vertical line). There are up to 3 tests plotted for each φ. The tube outlet is at 3. Leading edge of catalytic reaction versus time in a platinum tube for φ = 1.1 to 2 with a dry CO / O2 mixture flowing at 2 m/s.

A hot-wire heats the outlet end of the tube for 3 seconds (denoted by the red vertical line). There are up to 3 tests plotted for each φ. The tube outlet is at 3. Leading edge of catalytic reaction versus time in a platinum tube for φ = 0.1 to 1 with a wet CO / O2 mixture flowing at 2 m/s.

A hot-wire heats the outlet end of the tube for 3 seconds (denoted by the red vertical line). There are up to 3 tests plotted for each φ. The tube outlet is at 3. Leading edge of catalytic reaction versus time in a platinum tube for φ = 1.1 to 2 with a wet CO / O2 mixture flowing at 2 m/s.

A hot-wire heats the outlet end of the tube for 3 seconds (denoted by the red vertical line). There are up to 3 tests plotted for each φ. The tube outlet is at 3. Measurements and model predictions of the propagation velocity for the catalytic reaction front versus φ for both dry and wet CO tests.

Comparison of model and experiment looking at the propagation of a catalytic reaction front along a Pt tube for φ ranging from 0.2 to 2 with a dry CO / O2 mixture flowing at 2 m/s (ZCO(s) =1). The model predictions show both the position of the 650K isotherm and location of maximum catalytic heat release versus time.5 cm corresponds to the tube outlet. Effect of varying the input power on the transient evolution of the catalytic flame. The test condition was φ = 1 using dry CO with ZCO(s) = 1 initially.

Model results with varying Nu (and Sh via the heat and mass-transfer analogy) that compare the propagation of a catalytic reaction in a Pt tube for φ ranging from 0.2 to 2 with a dry CO / O2 mixture flowing at 2 m/s (ZCO(s) =1).5 cm corresponds to the tube outlet. Comparison of model and experiment looking at the propagation of a catalytic reaction front inside a Pt tube for φ=0.2 to 2 with a wet CO / O2 mixture flowing at 2 m/s (ZCO(s) =1). The model predictions show the position of the 650K isotherm versus time.5 cm corresponds to the tube outlet. Computations showing the effect on catalytic propagation of varying the external heat transfer coefficients.

Two values are compared: h0=100W/m2·K and 2 times the natural convection correlation of Churchill and Chu[74]. External heat transfer coefficient, h0, along the length of the platinum channel for 4, 6, and 8 seconds after the beginning of ignition. The test conditions correspond to φ = 1 with dry CO. The values for h0 come from the correlation of Churchill and Chu[74].

Computed versus measured temperature profiles along the platinum channel at 4, 6, and 8 seconds after the beginning of ignition. Computed temperature profiles along the platinum channel comparing the effect of external heat transfer coefficient. Control volumes of solid and gas phase. Overall mass conservation control volume for gas-phase.

Gas-phase species conservation control volume. Gas-phase energy conservation control volume. Solid phase control volume (including catalytic surface shown in red). Schematic of stagnation point region used to estimate heat transfer from front face of monolith.

False colored image of the platinum tube during catalytic flame propagation taken with the IR camera. The platinum tube is shown schematically overlaid on the image. There are approximately 20 pixels of resolution across the diameter of the tube. Transmission characteristics of the filter used in IR imaging of platinum tube.

Relationship between Blackbody temperature to the camera counts and the parameter κ from equation 58.146 ix ACKNOWLEDGEMENT I wish to acknowledge my academic advisor, Professor James T’ien, whose dedication to his students has left a long legacy of which I am proud to be a member.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Từ khóa và chủ đề nghiên cứu


Câu hỏi thường gặp

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ mô hóa các kênh xúc tác và lò phản ứng monolith. Phát triển mô hình phân tán, phân tích động lực học nhiệt và khối lượng trong hệ thống xúc tác.

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Case Western Reserve University. Năm bảo vệ: 2007.

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" thuộc chuyên ngành Mechanical & Aerospace Engineering. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" có bao nhiêu trang?

Luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" có 171 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Mô hóa kênh xúc tác và lò phản ứng monolith" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter