|
|
|
|
Моделирование тепломассопереноса в металлогидридном реакторе при поглощении водорода (по материалам кандидатской диссертации)
Докладчик(и): Абрамов Алексей Владимирович (ОИВТ РАН) Дата, время проведения: СРЕДА, 23 сентября, 15:00 Адрес: семинар пройдет в формате видеоконференции Подключиться к конференции https://conf.jiht.ru/rooms/evg-6vm-ap7-r1f/join Аннотация Диссертационная работа посвящена численному исследованию тепломассопереноса в металлогидридном реакторе при поглощении водорода. Актуальность работы связана с развитием систем твердофазного хранения водорода. Скорость их зарядки ограничена низкой теплопроводностью и низкой проницаемостью металлогидридной засыпки, то есть существуют тепловое и фильтрационное ограничения производительности металлогидридных ректоров. Конструкцию таких реакторов обычно подбирают перебором вариантов, а результаты приводят в размерном виде для конкретной постановки задачи. В работе разработана и верифицирована по экспериментальным данным математическая модель, которая объединяет фильтрацию водорода, теплоперенос, кинетику сорбции и изменение свойств засыпки при наводораживании. Для многопараметрических расчетных серий создана расчетно-аналитическая платформа. Она автоматически формирует и выполняет варианты расчета, собирает результаты в единую базу, строит карты режимов в безразмерных координатах для дальнейшего исследования и определения преобладающего механизма ограничения. В работе установлено, что зарядка реактора проходит несколько последовательных стадий – начальный приближенно адиабатический участок, докритический рост давления, кризис тепломассопереноса и закритическую стадию. Разработан подход определения преобладающего механизма ограничения производительности металлогидридного реактора на основе комплексного применения безразмерных критериев, а именно чисел Био и Стефана, в результате разработан критерий, сопоставляющий предельные возможности фильтрационного и теплового режимов. Установлены закономерности влияния геометрии реактора и внутренних теплопроводящих элементов на динамическую производительность при неизменной массе металлогидридной засыпки с помощью безразмерных критериев. Впервые предложено описание проницаемости засыпки, учитывающее дополнительные пути фильтрации: они раскрываются при выделении водорода и перекрываются при его поглощении. Результаты работы позволяют на ранней стадии проектирования определить преобладающее ограничение и выбрать направление интенсификации без перебора конструктивных вариантов. |