国家自然科学基金(50906103)
- 作品数：12 被引量：23H指数：3
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- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 压力和温度对用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整特性的影响被引量：3
- 2012年
- 采用CHEMKIN化学反应动力学软件及计算流体力学软件CFD等数值方法详细探讨了在微尺度内甲烷自热重整反应中温度和压力对出口组分摩尔分数的影响和催化壁面总积碳量的影响.结果表明,当温度超过873 K,会促进水煤气转化反应的发生,导致氢气减少、水和一氧化碳增加,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的温度不宜超过1000K,此时重整合成气中氢气的摩尔分数可达54.05%,一氧化碳的摩尔分数为9.98%;从能效、积炭和燃料电池的原料气的要求分析,用于燃料电池的微型反应器内甲烷自热重整的反应压力应低于1.8105Pa;同时在1000K左右,积炭过程和消炭过程可到达一个平衡阶段,有利于催化剂寿命的延长。
- 闫云飞刘科张力
- 关键词：微型反应器燃料电池温度积炭
- 内嵌温敏型水凝胶分形微流道热沉的芯片热点自适应冷却特性数值研究
- 微电子技术特别是军用电子和微波器件的发展推动着电子芯片朝着小型化、多集成度的方向飞速发展。芯片特征尺寸的减小和单位面积上集成半导体数目的增加不仅会造成芯片的高热流密度问题，还使得芯片表面局部热点频发。热点造成的高温度梯度...
- 吴刚娥
- 关键词：数值模拟
- 文献传递
- 微通道内甲烷/湿空气重整转化效率实验研究被引量：2
- 2012年
- 用沉淀法制备了涂覆在微通道内壁面的Ni/Al2O3催化剂,在自行搭建的实验系统上进行了微通道内甲烷/湿空气催化重整的实验研究,考察了催化壁面温度、空碳比及甲烷体积流量对甲烷/湿空气重整转化效率的影响,并与数值计算结果进行对比.结果表明,随着催化温度的升高,甲烷转化率不断升高;相同水碳比下,甲烷的催化转化率随着空碳比的增大而增大;随着甲烷体积流量的增大,甲烷转化效率呈现先增大后减小的变化规律.反应温度为1 023K,甲烷体积流量为20mL/min时,实验所得甲烷转化率达到最大值,为61.3%.
- 周劲张苗张力
- 关键词：催化重整甲烷NI/AL2O3催化剂转化率
- 微细腔内CH_(4)/H_(2)O/O_(2)自热催化重整及积碳特性研究
- 2018年
- 基于详细基元反应机理,针对微细腔燃烧器内Ni催化CH_(4)自热重整进行数值研究,重点考查了H_(2)O/CH_(4)摩尔比、入口速度、壁温等因素对微反应器中甲烷反应特性和对催化壁面积碳特性的影响。结果表明:Ni催化剂下,由于O_(2)的高反应性,CH_(4)首先与O_(2)发生反应,然后与H_(2)O发生重整反应。增大H_(2)O/CH_(4)摩尔比,CH_(4)转化率和H_(2)生成量增加。当H_(2)O/CH_(4)摩尔比大于0小于1时,增大H_(2)O/CH_(4)摩尔比,催化壁面积碳生成减少,H_(2)O/CH_(4)摩尔比大于1时,增大H_(2)O/CH_(4)摩尔比,催化壁面积碳生成变化不明显。混合气体入口速度的提高将引起甲烷转化率的降低,H_(2)生成量下降,主反应发生段往出口方向推移。壁温升高,甲烷催化重整、氧化反应的时间发生改变,气体生成物产生的轴向距离发生改变。催化壁面的积碳量随壁面温度的升高而减少。
- 樊湖陈艳容李浩杰李景辉
- 关键词：催化重整
- 重力作用下甲烷催化部分氧化积炭特性数值分析被引量：1
- 2012年
- 为了研究微尺度下甲烷催化部分氧化反应在重力作用下的反应特性,考察了定C/O比情况下各个壁面的积炭量随着壁温和催化剂活性位密度变化的特性。研究结果表明:在壁温和C/O比一定,催化剂的活性位密度为1.66 mmol/m2时,甲烷转化率和出口氢气的质量分数达到最大值,分别为99.10%和12.39%;重力的存在,使得沿重力方向的壁面积炭量增加,重力反方向的壁面积炭量减少,在温度低于1500 K时,沿壁面的积炭量随着催化剂活性位密度的增加而降低,当温度在1500 K时,积炭量基本为零。
- 孙志伟张力闫云飞
- 关键词：积炭
- Ni/Rh催化剂下微通道甲烷自热重整制氢特性研究
- 2012年
- 针对微细通道内甲烷自热重整反应,采用活性位浓度比为10∶1的Ni/Rh催化剂建立了数学物理模型,通过数值模拟方法研究了绝热工况下温度、流量、氧碳比及水碳比等因素对催化重整特性的影响规律。结果表明:催化反应的温度阈值为750K,当温度超过750K时甲烷转化率迅速升高;在纯氧条件下随着甲烷流量的增大,制氢功率增大,而在空气条件下制氢功率减小;随着氧碳比的增加,甲烷的转化率升高,制氢功率先增大后逐渐减小;随着水碳比的增加,甲烷转化率降低;当入口反应气中氧碳比控制在0.5以下、水碳比为3.5且入口温度为900K时,可实现微通道内甲烷催化重整的高效转化。
- 张力杨鑫闫云飞杨仲卿
- 关键词：自热重整甲烷微细通道层流
- 定壁温下甲烷自热重整产氢暂态特性数值模拟被引量：5
- 2012年
- 采用甲烷自热重整的详细反应机理,通过数值模拟的方法研究了恒壁温、微型直通道内的CH4、O2、H2O镍基催化剂上的自热重整反应。重点分析了混合物组分及质量流量对自热重整产氢暂态特性的影响。结果表明,在较高温度下,微型反应器出口H2产量达到最大值所需的时间受混合气质量流量影响较大,而受混合物组分影响很小;氢气产量达到稳定所需的时间随H2O、CH4摩尔比的增大而缩短,随O2/CH4摩尔比的增大而增长。CH4/O2/H2 O摩尔比为1∶0.5∶3.5时,氢气体积分数可在90 ms时稳定于54%。
- 张力张苗闫云飞
- 关键词：微通道甲烷自热重整暂态特性
- 球形催化剂颗粒内气体扩散及其有效因子被引量：3
- 2011年
- 研究了三元催化器处理天然气汽车尾气过程中球形催化剂颗粒内的尾气扩散系数、浓度分布以及催化剂有效因子(η)等影响因素。结果表明,适当增大催化剂颗粒的平均孔半径或增大分子的平均自由程,可使扩散系数在整个催化剂颗粒内均保持较高的值。随Thiele模数(Φ_s)值的减小,催化剂颗粒内的相对浓度分布更为均匀,且呈整体增大的趋势,有效因子也增大。要消除内扩散的影响,使η相对较大,应降低Φ_s的值,并保持在0.0～0.5。
- 闫云飞张力陈艳容冉景煜
- 关键词：三元催化器扩散
- 温度对微通道CH_4/O_2/H_2O自热重整暂态特性的影响被引量：3
- 2012年
- 利用计算流体力学软件CFD和化学反应动力学软件CHEMKIN研究了微通道内催化壁面温度、反应混合气体初始温度对镍基催化剂上CH_4/O_2/H_2O自热重整反应暂态特性的影响。结果表明,微通道内的甲烷自热重整反应暂态特性与温度关系密切。温度越高,反应趋于平衡所需的时间越短;当反应器壁面温度较高时,提高反应混合气入口温度对反应影响不大;在相同的温升下,提高反应器壁面温度比提高反应混合气体初始温度对反应过程中氢气的产生和甲烷的转化更有利。
- 张力张苗闫云飞
- 关键词：微通道自热重整暂态特性
- 微反应器入口尺寸对甲烷自热重整暂态特性的影响
- 2012年
- 利用化学反应动力学机理研究了中温条件下CH_4/O_2/H_2O在微型直管反应器内的重整特性。讨论了反应器入口尺寸在0.5～5.0 mm范围之间变化时,重整产氢和甲烷转化效率的暂态特性。研究结果表明:在本文的研究范围内,当反应器尺寸变化时,无论反应中的其他物理量是否随之同比例缩放,均发现反应器尺寸越小,反应速率越快,反应越容易趋于稳定,且反应后氢气产量越高,甲烷转化率越高。
- 张苗朱旭胡慧丽
- 关键词：微通道自热重整暂态特性数值模拟
