Υπολογιστική μοντελοποίηση πρότυπου συστήματος μη καταλυτικής αναμόρφωσης για παραγωγή αερίου σύνθεσης, με προηγμένες μεθοδολογίες σύζεξης τυρβώδους ροής και λεπτομερούς χημείας

Μπενέκος, Σωτήρης; Benekos, Sotiris

dc.contributor.author	Μπενέκος, Σωτήρης	el
dc.contributor.author	Benekos, Sotiris	el
dc.date.accessioned	2015-05-11T12:27:18Z
dc.date.available	2015-05-11T12:27:18Z
dc.date.issued	2015-05-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40747
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5149
dc.description	140 σ.	en
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αναμόρφωση	el
dc.subject	Συνθετικό αέριο	el
dc.subject	Reforming	el
dc.subject	Synthesis gas	el
dc.subject	Αιθάλη	el
dc.subject	Soot	el
dc.subject	Δίκτυο αντιδραστήρων	el
dc.subject	Reactor network	el
dc.subject	Residence time	el
dc.subject	Χρόνος παραμονής	el
dc.title	Υπολογιστική μοντελοποίηση πρότυπου συστήματος μη καταλυτικής αναμόρφωσης για παραγωγή αερίου σύνθεσης, με προηγμένες μεθοδολογίες σύζεξης τυρβώδους ροής και λεπτομερούς χημείας	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.classification	Χημεία	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-09
heal.abstract	Η εργασία αφορά την αριθμητική διερεύνηση ενός πρότυπου αναμορφωτή καυσίμου, σχεδιασμένο για μερική οξείδωση μεθανίου με αέρα, ο οποίος δύναται να μειώσει το πρόβλημα της αιθάλης και να αυξήσει την απόδοση του αναμορφωτή στην παραγωγή αερίου σύνθεσης. Το εισαγωγικό μέρος της εργασίας αφορά την βιβλιογραφική ανασκόπηση γύρω από το θέμα της αναμόρφωσης καθώς και κάποιων παραμέτρων σχεδιασμού των αναμορφωτών. Στο δεύτερο μέρος περιγράφονται συντόμως τα πειραματικά αποτελέσματα τα οποία έχουν ήδη προκύψει από προηγούμενη μελέτη διερεύνησης του εν λόγω προς μελέτη αναμορφωτή. Το κύριο μέρος της εργασίας αφορά τον τρόπο μοντελοποίησης του αναμορφωτή και της προσομοίωσης της διεργασίας αναμόρφωσης. Υιοθετήθηκε μία μεθοδολογία αποδέσμευσης της μελέτης ροής και χημείας. Η προσέγγιση βασίστηκε στην μοντελοποίηση του αναμορφωτή ως δίκτυο αντιδραστήρων από μονοδιάστατους αντιδραστήρες εμβολικής ροής, με ενσωματωμένο χημικό μηχανισμό περιγραφής χημείας της αέριας φάσης, σε συνδυασμό με προσομοιώσεις υπολογισμού των χρόνων παραμονής της ροής εντός του αναμορφωτή. Το τελευταίο μέρος της εργασίας αφορά την παραμετρική ανάλυση με βάση το ανωτέρω μοντέλο και την σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα πειραματικά δεδομένα των χημικών ειδών ως συνάρτηση του λόγου αέρα καυσίμου. Οι προσομοιώσεις της ροής διενεργήθηκαν στο Fluent ANSYS 14.0, ενώ οι χημικοκινητικές προσομοιώσεις του δικτύου αντιδραστήρων στο Chemkin 4.1. Επιπλέον, παρουσιάζεται κώδικας Matlab ο οποίος αναπτύχθηκε, προκειμένου να επιταχυνθεί η ανάλυση και σύγκριση των αποτελεσμάτων τα οποία προκύπτουν από την χημικοκινητική προσομοίωση, καθώς και κώδικας Matlab υπολογισμού του χρόνου παραμονής βάσει των δεδομένων προσομοίωσης της ροής.	el
heal.abstract	The thesis presents a numerical investigation of a novel non-catalytic reformer design for methane partial oxidation with air that can potentially decrease the sooting propensity of the reforming process, while optimizing synthesis gas (syngas) efficiency. The introduction part of the work provides a literature review concerning reforming methods, as well as some design parameters of reformers. The second part presents comprehensively, literature based reforming experimental results. The main part of the study concerns the simulation of the reforming process in the fuel reformer under investigation. A simplified approach was adopted, where the study of turbulent flow and detailed chemistry was decoupled. In such an approach the reformer is modeled as an equivalent Reactor Network (RN) of 1-D Plug Flow Reactors (PFR), whose characteristic length is determined by the residence time in the particular reformer section. The last part of the work concerns a parametric analysis on the effects of air/fuel ratio, based on the above model. The resulting species numerical results are compared with the corresponding species experimental results. The fluid simulations was conducted in Fluent ANSYS 14.0 and the chemical kinetics simulations in Chemkin 4.1. Furthermore, two Matlab codes are presented that were subjoined at the end of the study. The first one was used for quick post processing and analysis of the Reactor Network numerical results and the second one was used for the calculation of mean residence time based on data from CFD simulation.	en
heal.advisorName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Μπουντουβής, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλης	el
heal.academicPublisher	Εθνική Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.	en
heal.fullTextAvailability	true