Труды 4-й РНКТ (2006). Том 1. Пленарные и общие проблемные доклады. Доклады на круглых столах.

Артемов В.И., Боровских О.В., Лазарев Д.О., Яньков Г.Г.
Численное моделирование процессов тепломассопереноса в микро- и наноструктурированных средах при сорбции и десорбции водорода.

Московский энергетический институт (технический университет), Россия

Аннотация

Выполнена серия методических расчетов процессов сорбции-десорбции водорода, включая сорбцию водорода из газовой смеси, в низкотемпературном реакторе на основе порошкообразного интерметаллического сплава с характерными диаметрами частиц 2 мкм и 10 нм. Проанализированы основные факторы, оказывающие существенное влияние на скорость зарядки-разрядки аккумулятора. Оценена эффективность некоторых способов интенсификации процессов тепломассопереноса в аккумулирующей среде.

Заключение

Полученные результаты позволяют сформулировать следующие выводы: 1) определяющее воздействие на динамику процессов сорбции-десорбции водорода оказывает темпратура аккумулирующей среды и парциальное дав ление водорода; 2) интенсификация теплопереноса для организации теплового режима в водородных реакторах с порошкообразным сорбентом осложнена низкой эффективной теплопроводностью аккумулирующей среды; 3) анализ эффективности применения оребрения или трубных пучков показывает, что существенного ускорения процессов сорбции-десорбции можно добиться только при малых (4…5 мм) шагах между ребрами (трубами). При этом активный объем реактора будет сокращен на 15…20 %; 4) загрязнение исходного водорода неабсорбируемыми примесями существенно ухудшает динамику сорбции вследствие накопления примесей в реакторе, падения парциального давления водорода и уменьшения эффективной теплопроводности аккумулирующей среды. В этом случае скорость поглощения водорода может зависеть также от ориентации реактора относительно вектора силы тяжести из- за возникающей в свободном объеме аккумулятора концентрационной конвекции. 5) уменьшение характерного размера частиц твердой фазы с нескольких микрометров до нескольких десятков нанометров влечет за собой резкое уменьшение эффективной теплопроводности и проницаемости слоя засыпки, что критическим образом снижает скорость процессов сорбции-десорбции; 6) для создания высокоэффективных систем хранения и очистки водорода необходим дальнейший поиск технологически и экономически приемлемых и эффективных конструктивных решений, позволяющих орагнизовывать надлежащие условия в активной среде.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Баронов Г.С., Калинников А.А., Коробцев С.В., Фатеев В.Н. Влияние процессов естественной конвекции на параметры пассивного каталитического рекомбинатора водорода.