مدل سازی cfd میکروراکتور تولید هیدروژن از متانول

هدف از این پژوهش، مطالعه ی عددی فرآیند ریفرمینگ با بخار متانول درون یک میکروکانال صفحه ای با دیواره ی پوشش داده شده از کاتالیزور است که در آن به مقایسه مقاومت های موجود در برابر واکنش برای تعیین وجود یا عدم وجود محدودیت های انتقال جرم، بررسی اثر پارامترهای سیال- گرمایی و نیز شکل سطح مقطع کانال بر روی بازده میکروکانال پرداخته شده است. برای این منظور معادلات بقا شامل معادله ی انتقال جرم، مومنتوم، حرارت و اجزاء همراه با واکنش شیمیایی با استفاده از دینامیک سیال محاسباتی حل شد. برای حل از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل استفاده شد. برای بررسی اثر شکل مقطع، عملکرد کانال هایی با مقاطع مستطیل، ذوزنقه، مثلث و نیم دایره مقایسه شد. نتایج نشان داد که زاویه ی رأس در کانال مثلثی، همچنین نسبت های قاعده ی بزرگ به ارتفاع و قاعده بزرگ به قاعده کوچک در کانال ذوزنقه ای، مشخصه هایی موثر در تبدیل متانول هستند. به گونه ای که در شرایط مفروض، افزایش زاویه رأس در کانال مثلثی و نسبت قاعده ی بزرگ به ارتفاع در کانال ذوزنقه منجر به کاهش تبدیل متانول شد. همچنین تبدیل متانول در کانال مستطیلی همواره از کانال دایره ای بالاتر بوده و نیز از دو کانال مثلثی و ذوزنقه ی خاصی که فرض شد نیز بالاتر است. برای رسیدن به تبدیل یکسان در کانال های دایره، ذوزنقه و مثلث، نیاز به وزن بیش تری از کاتالیزور در کانال مثلثی است. برای کانال هایی با ارتفاع و پهنای برابر و عدد رینولدز برابر جریان ورودی، تبدیل در کانال مستطیلی با کانال ذوزنقه ای خاص بررسی شده نزدیک به هم و بالاتر از کانال مثلثی است. در این حالت افزایش نسبت قاعده ی بزرگ به قاعده ی کوچک در کانال ذوزنقه، تبدیل متانول را افزایش داد. جمع بندی این نتایج نشان می دهد که سطح مقطع راکتور میکروکانال می تواند در بهبود عملکرد آن موثر باشد و باید در انتخاب راکتور میکروکانال بهینه درنظر گرفته شود.