С м о р о д и н
ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ДВИЖУЩИМСЯ
ПОТОКОМ ВОДОРОДА И ГРАНУЛИРОВАННЫМ
КАТАЛИЗАТОРОМ ОРТО-ПАРАКОНВЕРСИИ
В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
С ВНУТРЕННИМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛОТЫ
Рассмотрено влияние внутренних источников теплоты на распределение температуры в канале аппарата орто-параконверсии водорода. <...> Создана математическая модель, методом преобразования
Лапласа получено законченное аналитическое решение в безразмерной форме. <...> E-mail: crio@power.bmstu.ru
Ключевые слова: орто-параконверсия, критерий Померанцева, двумерное распределение температуры, цилиндрический канал, преобразования Лапласа. <...> Тенденция использования высокоактивных катализаторов в аппаратах орто-параконверсии обусловливает значительную объемную
плотность тепловыделения. <...> Следствием этого является возникновение
заметных градиентов температуры, способных оказывать влияние на
характер протекания реакции [1]. <...> В качестве физической модели рассмотрим цилиндрический канал,
заполненный нерегулярной однородной насадкой, с равномерно распределенными источниками теплоты. <...> Температура стенки канала фиксируется, т.е. заданы граничные условия первого рода. <...> Газовый поток
и насадку будем считать квазигомогенной структурой, характеризуемой эффективным коэффициентом теплопроводности λэф . <...> С учетом сделанных допущений, переходя к полярным координатам, получим
∂Т
∂Т
∂2Т 1 ∂2Т
+ qv . <...> + ρCТ wx
= λэф 2 +
∂r
∂x
∂r r
∂х 2
Поскольку теплопроводность в радиальном направлении много
∂2Т
меньше, чем в осевом, полагаем
= 0. <...> Кроме того, отсутствует
∂х 2
радиальная составляющая скорости wr = 0. <...> Как показано многочисленными исследованиями [2, 3], профиль скорости в зернистом слое
имеет равномерное распределение по сечению. <...> С учетом вышесказанного уравнение выглядит как
ρCТ wr
1 ∂T
wρCT ∂T
qv
∂ 2Т
+
= 0. <...> = 0,
+
λэф ∂x λэф (T0 − TC )
∂r12 r1 ∂r1
RwρCp
qv R2
= Po — крите= Pe — критерий Пекле;
λэф
λэф (T0 − TC )
рий Померанцева, выражающий отношение количества теплоты, выделяемой источником в единицу <...>