|
| |
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Pavelka, Michal (oponent) ; Růžička, Marek (oponent)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Modeling, Analysis and Computation of heterogeneous catalysis in microchannels
Orava, Vít ; Málek, Josef (vedoucí práce) ; Bárta, Tomáš (oponent)
Tato prace se zabývá nelineárním systémem parciálních diferenciální rovnic, konkrétně kombinací tzv. reakce-difuze, resp. konvekce difuze. Tato situace odpovidá popisu heterogenní catalýzy, kdy zkoumame je proudění objemových částic buzené sta- cionarním rychlostním polem. Absorptční mechanismy na stenach jsou popsané pomocí Langmir-Hinschelwoodovy absoprční kinetiky a jednosměrné povrchové reakce odpoví- dají zákonu zachování objemu všech částic. Tyto fyzikální jevy se přirozeně vyskytují u mnoha aplikací heterogenní katalýzy. V první části práce se zaměřujeme na analýzu sys- tému. Dokážeme existenci a jednoznačnost tzv. "mild" řěšení využitím teorie nelineárních semigrup. Ve druhé části práce presentujeme numerické metody, které jsme použili pro výpočet numerického řešení, a které splňují všechna analytická a fyzikalní kritéria, tudíž jsou vhodným nastrojem k výpočtu modelu popisujících heterogenní katalýzu v reálném prumyslovém využití. Klíčová slova: heterogenní katalýza, sparovaný reakce-difuze a konvekce-difuze system, teorie nelineárních semigrup, bio-diesel mikroreaktor 1
|
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce) ; Pavelka, Michal (oponent) ; Růžička, Marek (oponent)
Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
|
|
|
Modeling, Analysis and Computation of heterogeneous catalysis in microchannels
Orava, Vít ; Málek, Josef (vedoucí práce) ; Bárta, Tomáš (oponent)
Tato prace se zabývá nelineárním systémem parciálních diferenciální rovnic, konkrétně kombinací tzv. reakce-difuze, resp. konvekce difuze. Tato situace odpovidá popisu heterogenní catalýzy, kdy zkoumame je proudění objemových částic buzené sta- cionarním rychlostním polem. Absorptční mechanismy na stenach jsou popsané pomocí Langmir-Hinschelwoodovy absoprční kinetiky a jednosměrné povrchové reakce odpoví- dají zákonu zachování objemu všech částic. Tyto fyzikální jevy se přirozeně vyskytují u mnoha aplikací heterogenní katalýzy. V první části práce se zaměřujeme na analýzu sys- tému. Dokážeme existenci a jednoznačnost tzv. "mild" řěšení využitím teorie nelineárních semigrup. Ve druhé části práce presentujeme numerické metody, které jsme použili pro výpočet numerického řešení, a které splňují všechna analytická a fyzikalní kritéria, tudíž jsou vhodným nastrojem k výpočtu modelu popisujících heterogenní katalýzu v reálném prumyslovém využití. Klíčová slova: heterogenní katalýza, sparovaný reakce-difuze a konvekce-difuze system, teorie nelineárních semigrup, bio-diesel mikroreaktor 1
|
|
| |
host ::
RSS.