بررسی تاثیر ناهمگونی و سطح مخصوص در محیط‌های متخلخل بر عملکرد راکتورهای بستر ثابت با استفاده از روش شبکه بولتزمن
چکیده
در این تحقیق، واکنش کاتالیستی گاز در راکتور بستر ثابت مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در این فرآیند، جریان گاز از درون یک محیط متخلخل که سطوح آن از فلز کاتالیست مس پوشانیده شده عبور نموده و واکنش شیمیایی در مجاورت سطوح محیط متخلخل رخ می‌دهد. در این کار پژوهشی، سیال عامل ایزوپروپانول گازی بوده که طی یک فرآیند گرماگیر در کجاورت کاتالیست به هیدروژن و استون تبدیل می‌شود. از جمله پارامترهای مورد ارزیابی در این تحقیق سطح مخصوص و ناهمگونی اجزاء تشکیل دهنده محیط متخلخل می‌باشند. این بررسی در ضریب تخلخل یکسان و با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه‌سازی شد و پارامترهای نسبت تبدیل واکنش دهنده و افت فشار ایجاد شده در اعداد رینولدز مختلف مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که در راکتور با سطح مخصوص بیشتر، با افزایش عدد رینولدز، نسبت تبدیل واکنش دهنده به فرآورده نیز افزلیش (تقریباً یک مرتبه) می‌یابد. اما با افت فشار بیشتری (تقریباً 5 برابری) نیز مواجه می‌شود. همچنین، گرادیان دمایی در راکتور با سطح مخصوص بیشتر، یکنواخت‌تر و افت دمایی آن نیز بیشتر می‌باشد. پارامتر ناهمگونی اجزاء نیز در دو راکتور با چیدمان کوچک به بزرگ و بزرگ به کوچک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج افت فشار نشان داد که هر دو راکتور از وضعیت یکسانی پیروی می کنند، اما نسبت تبدیل واکنش دهنده با افزایش عدد رینولدز در راکتور با ساختار بزرگ به کوچک، اندکی بیشتر می‌باشد.
کلید واژگان
سطح مخصوصناهمگونی اجزاء
محیط متخلخل
واکنش شیمیایی سطحی
روش شبکه بولتزمن
شماره نشریه
12تاریخ نشر
2018-02-011396-11-12
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
دانشگاه شریفدانشگاه صنعتی شریف
استاد/مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست دانشگاه تهران
شاپا
1027-59402476-6909
