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]
卷期号:479: 147578-147578 被引量:1
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
韩金龙完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助LiShin采纳,获得10
1秒前
希望天下0贩的0应助尘雾采纳,获得10
3秒前
3秒前
12345完成签到,获得积分10
4秒前
Lialilico完成签到,获得积分10
5秒前
Akim应助我必做出来采纳,获得50
5秒前
6秒前
随机起的名完成签到,获得积分10
6秒前
Owen应助努力的小狗屁采纳,获得10
7秒前
7秒前
vuig完成签到 ,获得积分10
7秒前
哈哈哈的一笑完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Emma完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
研友_VZG7GZ应助不吃香菜采纳,获得10
8秒前
huanger完成签到,获得积分10
8秒前
Tayzon完成签到 ,获得积分10
8秒前
我测你码完成签到,获得积分10
8秒前
超级宇宙二踢脚完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
大气小新完成签到,获得积分10
10秒前
ILS完成签到 ,获得积分10
10秒前
Orange应助澜生采纳,获得10
11秒前
lin完成签到,获得积分10
12秒前
Ares发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
谭平完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
淡定紫菱完成签到,获得积分10
13秒前
所所应助HYH采纳,获得20
13秒前
13秒前
木香完成签到,获得积分10
14秒前
尘雾发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
高鑫完成签到 ,获得积分10
16秒前
英姑应助dd采纳,获得10
16秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108006
关于积分的说明 9287444
捐赠科研通 2805757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540033
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709794