AGHAEI, PEDRAM
Experimental and numerical investigation of heat transfer for the structured reactor with open-cell metal foams [Tesi di dottorato]
Politecnico di Milano, 2017-02-24

schiume metalliche a celle aperte sono molto interessanti per applicazioni come portatori di catalizzatori avanzati per / reazioni endotermiche fortemente exo in catalitici reattori packed-letto. Se fatta di materiali altamente conduttivi, infatti, schiume permettono una migliore gestione del calore del sistema e aiutano a prevenire punti caldi grazie alla loro eccellente conduzione termica. Caratterizzazione delle proprietà di trasporto di schiume, tuttavia, è ancora carente. L'obiettivo principale di questo dottorato il lavoro è stato quello di estendere e ampliare il precedente lavoro in questo settore [1,2] attraverso la raccolta di trasporto del calore informazioni sperimentali sui nuovi, state-of-the-art schiume metalliche a celle aperte di materiali diversi che coprono una vasta gamma di caratteristiche fisiche ( particolarmente alte densità di pori), e di sviluppare un modello di simulazione generale, in grado di descrivere le proprietà di trasporto di calore di schiume metalliche a celle aperte a diverse condizioni operative. A questo scopo, 120 stazionarie esperimenti di scambio termico con azoto ed elio come gas che scorre con differenti portate da 10 a 35 Nl min-1 a 300 ° C e 500 C sono stati effettuati su diversi campioni di schiuma differenti, realizzati lega FeCrAl, lega NiCrAl, rame, cobalto, tutti di elevata porosità compresa tra 93 a 98% e con diametri variabili da cellule 0.58 a 1,2 mm. I dati sperimentali trasporto del calore (profili di temperatura misurati) sono stati raccolti a tre posizioni radiali nelle schiume di forma cilindrica avente una lunghezza di 100 mm ed un diametro di 28 mm: centro, la metà del raggio, e due terzi di raggio, e al 22 differenti coordinate assiali lungo la lunghezza di schiuma, dalla zona di ingresso, 5 mm prima dell'inizio del campione di schiuma, alla fine del campione lungo schiuma 100 mm. Un modello di simulazione generale è stato sviluppato sulla base di varie correlazioni disponibili in letteratura che descrive le tre prevalenti meccanismi di trasporto di calore: conduzione termica, la dispersione, e le radiazioni. Il modello è stato montato dati ottimizzando due parametri specifici per ogni espanso (uno per l'efficienza di conduzione ed uno per la dimensione effettiva vuoto nella parete) e 4 parametri generici validi per tutte le schiume. L'efficienza di conduzione è risultato variare tra 0,26 e Pagina 4 di 119 0.38 con un valore medio di 0,30, che è leggermente inferiore al valore Lemlich frequente di 0.33 [3]. La dimensione effettiva gap sulla parete ha mostrato la seguente correlazione con la dimensione cellulare delle schiume indagati, dc: Eff. dimensione gap = 0,13 + 0.14dc. Inoltre, una schiuma di alluminio sinterizzato alla parete del reattore interna di un tubo di alluminio è stato studiato e confrontato con lo stesso schiuma di alluminio inserito all'interno del reattore di acciaio inox. La schiuma sinterizzato ha mostrato un coefficiente di scambio termico della parete molto più elevato a causa dell'assenza di un divario fisico tra la superficie esterna della schiuma e la superficie interna del reattore. Nell'ultima parte del dottorato di ricerca progetto, le proprietà di trasporto del calore di un amichevole schiuma casalingo metallo celle aperte conveniente e ambientale (Al) sono stati studiati e le prestazioni di questo sistema è stato confrontato con schiume commerciali dello stesso materiale. Il campione casalingo mostrato buoni risultati, soprattutto se si considera il costo di produzione.

diritti: info:eu-repo/semantics/closedAccess
FRASSOLDATI, ALESSIO
TRONCONI, ENRICO
ING-IND/27 - CHIMICA INDUSTRIALE E TECNOLOGICA


Tesi di dottorato. | Lingua: en. | Paese: | BID: TD17091004