多孔介质内甲烷超绝热燃烧制氢联合概率密度模拟  被引量:3

JOINT PROBABILITY DENSITY FUNCTION MODELING HYDROGEN PRODUCTION FROM SUPER-ADIABATIC COMBUSTION OF METHANE IN POROUS MEDIA

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作  者:李国能[1] 周昊[1] 钱欣平[1] 陈静[1] 岑可法[1] 

机构地区:[1]"能源清洁利用"国家重点实验室.浙江大学

出  处:《天然气工业》2007年第8期112-114,共3页Natural Gas Industry

基  金:国家自然科学基金(编号:20307007)项目

摘  要:为探索甲烷在多孔介质内超绝热燃烧裂解制氢的机理,采用计算流体力学与详细化学反应机理相结合的方法,使用标准k-ε湍流模型、联合概率密度函数和一个20组分,84步基元反应的详细化学反应机理,模拟了甲烷在直径为3mm的Al2O3圆球堆积成的多孔介质内的燃烧,模拟结果与试验数据基本吻合。模拟结果显示:多孔介质内甲烷的燃烧温度比绝热燃烧温度超出数百摄氏度,富燃条件下氢气和一氧化碳大量生成。另外,采用的详细化学反应机理适用于多孔介质内甲烷燃烧时各向异性火焰的数值模拟。In order to probe into the mechanism of making hydrogen from super-adiabatic combustion of methane in porous media,this study employed computational fluid dynamics(CFD)combining with the detailed chemical kinetics to model the filtration combustion of methane/air in a packed bed of uniform 3 mm diameter alumina spherical particles.This numerical simulation included standard k-ε turbulence model,composition Probability Density Function(PDF)and a methane oxidation mechanism with 20 species and 84 elemental reactions were used in the numerical simulation.The numerical results,demonstrating good agreement with the experimental data,also showed the combustion temperature exceeded the adiabatic one by hundreds of centigrade degrees,and hydrogen and carbon monoxide could be obtained vastly under rich-fuel condition.This study proved that the detailed chemical kinetics used in this work gave good performance for modeling the pseudo-homogeneous flame of methane in porous media.

关 键 词:多孔介质 甲烷 燃烧 流体力学 自热重整 制氢 

分 类 号:TQ116.2[化学工程—无机化工]

 

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