空间反应和入口速度对甲烷催化反应的影响  被引量:24

Influence of the gas-phase reaction and the inlet velocity on the catalytic reaction of CH_4

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作  者:伍亨[1] 钟北京[1] 

机构地区:[1]清华大学航天航空学院,北京100084

出  处:《清华大学学报(自然科学版)》2005年第5期670-672,676,共4页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基  金:国家自然科学基金资助项目(50376027);教育部博士点基金资助项目(20010003067)

摘  要:为研究微尺度催化燃烧的规律,联合使用计算流体力学软件FLUENT和计算表面催化反应的化学反应动力学软件DETCHEM对微型直通道中甲烷/空气预混气体在镀Pt热表面上的催化燃烧进行了数值模拟。假定燃料混气入口当量比为0.4和1.0,入口速度为0.08~0.64m.s-1。计算结果表明:在微尺度条件下,空间反应对表面催化反应的影响可以忽略,表面催化反应对空间反应有一定的抑制作用;混气入口速度的提高会抑制表面催化反应,但如果相应增加催化剂量,提高混气入口速度将促进表面催化反应。Micro scale catalytic combustion was numerically investigated for a CH_4/air mixture on heated Pt-plated surfaces in a micro-channel using the commercial fluid dynamics code FLUENT coupled with the external chemical reaction dynamics subroutine DETCHEM that models the surface catalytic reaction. The equivalence ratio of the CH_4/air mixture was 0.4 or 1.0, and the inlet velocity was from 0.08 to 0.64 m·s^-1. The results show that the surface catalytic combustion restrains the gas-phase combustion with the gas-phase combustion becoming insignificant in the micro scale combustor and that an increasing inlet velocity will reduce the surface catalytic combustion rate, but that the surface catalytic combustion will increase with increasing inlet velocity if more catalyst is added.

关 键 词:催化反应 微尺度 数值模拟 

分 类 号:O643.32[理学—物理化学] O643.21[理学—化学]

 

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