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
刚刚
筋筋子发布了新的文献求助10
刚刚
生性不爱说话完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
走四方应助忧郁翠彤采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.3应助有意义采纳,获得10
2秒前
白鹭发布了新的文献求助10
2秒前
QAQ完成签到,获得积分10
3秒前
非雨非晴发布了新的文献求助30
3秒前
单薄的画笔完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
椰椰豆沙应助温柔之槐采纳,获得10
4秒前
JHeart完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
任我应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
淡淡东蒽发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
guangshuang发布了新的文献求助10
6秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
onion发布了新的文献求助10
8秒前
平芜尽处发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.3应助orange_hua采纳,获得10
9秒前
风笛发布了新的文献求助10
9秒前
Akim应助卷毛采纳,获得10
9秒前
9秒前
称心的高丽完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI6.3应助JHeart采纳,获得10
10秒前
longwang发布了新的文献求助10
11秒前
所所应助海猫食堂采纳,获得10
12秒前
LJJ发布了新的文献求助10
12秒前
蓝天发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 500
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 7217323
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8848780
关于积分的说明 18673361
捐赠科研通 6873972
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3185378
关于科研通互助平台的介绍 2347663
邀请新用户注册赠送积分活动 2159696