Effective diffusional limitation modeling of a heterogeneous reaction system for computational fluid dynamics application

计算流体力学 扩散 催化作用 蒸汽重整 比例(比率) 工艺工程 材料科学 化学 热力学 机械 计算机科学 工程类 物理 制氢 生物化学 量子力学
作者
Dongyoung Yoon,Michael Lang,Rémi Costa,Jongsup Hong
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:479: 147578-147578 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.147578
摘要

Diffusional limitation of heterogeneous reaction catalysts is typically fitted or over-generalized without considering the catalyst's physical parameters upon conducting computational fluid dynamics (CFD) analysis of an industrial-scale chemical reactor. Fitting and over-generalization are done to meet computational cost constraints. However, this reduces the reliability of local thermodynamic state analysis and application of calculated results. This study proposes an effective catalytic diffusion-limited model for reliable and cost-effective three-dimensional CFD simulations to overcome such difficulties. The proposed model utilizes simplified equations to compute the diffusional limitation by incorporating the physical parameters of the catalyst. The model is validated using Ni-based cylindrical catalyst pellets for steam–methane reforming and ammonia decomposition reactions, with in-house experiments supporting the fidelity of the model. For practical implementation, the model is applied to three-dimensional CFD simulations of a commercial-scale solid oxide fuel cell (SOFC) hotbox housing a large-scale reformer. Furthermore, a parametric study for inlet gas temperatures and catalyst size is carried out, which provides useful insights into how operating conditions and catalysts affect the transport phenomena and local thermodynamic state of the SOFC hotbox. Consequently, the practicality and versatility of the presented model are established through experiments and simulations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开心完成签到,获得积分10
2秒前
瑞哥哥完成签到 ,获得积分10
2秒前
恶食大王王嘉然完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
www完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er应助www采纳,获得10
12秒前
Wudifairy发布了新的文献求助10
12秒前
plant完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
兴奋冷风发布了新的文献求助200
15秒前
16秒前
曾经的朝雪完成签到 ,获得积分10
17秒前
科研通AI6.4应助Shuofan采纳,获得10
17秒前
天天快乐应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
聪慧的曼bo完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6.3应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.4应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
英俊的铭应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.4应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.2应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.4应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
科研通AI6.4应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
香蕉觅云应助Shuofan采纳,获得10
18秒前
伞和尚完成签到,获得积分20
19秒前
陆菱柒完成签到,获得积分10
19秒前
LT发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
andy完成签到,获得积分10
21秒前
向着梦想出发完成签到,获得积分20
22秒前
22秒前
bsswk完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
欣xin发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
11111111111发布了新的文献求助10
29秒前
香蕉觅云应助莫里亚蒂采纳,获得10
29秒前
谜语发布了新的文献求助10
30秒前
张文静发布了新的文献求助10
32秒前
小马甲应助合适磬采纳,获得10
33秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7156482
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8800955
关于积分的说明 18599329
捐赠科研通 6757512
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3161512
关于科研通互助平台的介绍 2296290
邀请新用户注册赠送积分活动 2136249