發(fā)布時間：2018-05-23 20:04

  本文選題：微通道反應器 + 流速分布�。� 參考：《浙江大學》2015年碩士論文

【摘要】：進入工業(yè)革命以來,人類發(fā)展的腳步正在不斷的加快,日益劇增的能源需求和日益嚴峻的環(huán)境污染問題迫使人們?nèi)ふ倚碌那鍧嵞茉�。氫�?作為一種高效清潔的能源,受到了廣泛的關(guān)注。目前,供氫的燃料重整器存在能量效率低、體積大、制造成本高等問題,無法滿足可移動氫源緊湊化、輕量化的要求。因此,本文結(jié)合國家自然科學基金重點項目“面向醇類制氫的多尺度微通道反應器設計與制造基礎(chǔ)研究”(項目編號：50930005)和浙江省自然科學基金項目“面向車載燃料電池的醇類重整制氫微反應器設計與制造基礎(chǔ)研究”(項目編號：Z1090373),采用理論和實驗研究相結(jié)合的方式,開展了甲醇重整制氫A型微通道反應器流場優(yōu)化與傳熱傳質(zhì)特性方面的研究工作。首先,設計了一種A型微通道反應器,通過建立等效電阻網(wǎng)絡模型,得到了微通道反應器結(jié)構(gòu)參數(shù)與微通道流速分布的關(guān)系模型,與傳統(tǒng)的Z型微通道反應器相比,A型微通道反應器微通道間流速分布更加均勻。同時,分析了微通道反應器結(jié)構(gòu)參數(shù)對微通道流速分布的影響規(guī)律,并基于流速分布均勻性的優(yōu)化目標對微通道反應器的分布腔結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。采用流體動力學分析軟件Fluent建立了微反應器的三維傳熱傳質(zhì)模型,研究了不同熱動力學參數(shù)對A型微通道反應器甲醇重整制氫性能的影響。最后,搭建了微通道反應器的甲醇重整制氫反應系統(tǒng),對A型微通道反應器進行了甲醇重整制氫實驗研究,驗證了前面的理論模型,分析了熱動力學參數(shù)對A型微通道反應器甲醇重整制氫性能的影響規(guī)律。第1章,闡述了本學位論文的研究背景和意義,詳細介紹了甲醇重整制氫微通道反應器研究現(xiàn)狀,包括甲醇重整制氫方法、微通道反應器結(jié)構(gòu)設計以及微通道反應器流速分布優(yōu)化等方面的研究現(xiàn)狀和存在的待研究問題,并提出了本學位論文的主要研究內(nèi)容與框架。第2章,提出并設計了一種用于甲醇重整制氫的A型徽通道反應器。通過建立等效電阻網(wǎng)絡模型,得到了微通道反應器結(jié)構(gòu)參數(shù)與微通道流速分布的關(guān)系模型。研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的Z型微通道反應器相比,A型微通道反應器微通道間流速分布更加均勻。第3章,針對A型徽通道反應器流場優(yōu)化問題,基于等效電阻網(wǎng)絡模型,分析了微通道和均布腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)對微通道流速分布的影響規(guī)律,并基于流速分布均勻性的優(yōu)化目標對微通道反應器的分布腔結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。第4章,采用流體動力學分析軟件Fluent建立了A型微通道反應器的三維傳熱傳質(zhì)模型,分析了A型微通道反應器內(nèi)甲醇重整制氫的物料速度、溫度分布,研究了不同熱動力學參數(shù)對A型徽通道反應器甲醇重整制氫性能的影響。第5章,通過制造和裝配微通道反應器,負載催化劑,搭建徼通道反應器的甲醇重整制氫反應系統(tǒng),對A型微通道反應器進行了甲醇重整制氫實驗研究,驗證了前面章節(jié)的理論模型,分析了熱動力學參數(shù)對A型微通道反應器甲醇重整制氫性能的影響規(guī)律。第6章,對本文的主要研究工作進行了總結(jié),并展望了未來繼續(xù)有待研究的方向。
[Abstract]:Since the industrial revolution, the pace of human development is accelerating. The increasing demand for energy and the increasingly severe environmental pollution have forced people to find new clean energy. Hydrogen energy, as a highly efficient and clean energy, has received extensive attention. At present, the fuel reformer has low energy efficiency and large volume. The high cost of manufacturing can not meet the requirements for the compact and lightweight of the movable hydrogen source. Therefore, this paper combines the key project of the National Natural Science Foundation, "the design and manufacture of multi-scale microchannel reactor for alcohol hydrogen production" (project number: 50930005) and the Zhejiang Natural Science Foundation Project "on vehicle combustion." The research on the design and manufacture of the methanol reforming hydrogen production microreactor for the material battery (project number: Z1090373), the research work on the flow field optimization and the heat and mass transfer characteristics of the methanol reforming hydrogen production A microchannel reactor is carried out with the combination of theoretical and experimental research. First, a A type microchannel reactor is designed. The model of the equivalent resistance network is established. The relationship model between the structure parameters of the microchannel reactor and the velocity distribution of the microchannel is obtained. Compared with the traditional Z microchannel reactor, the flow velocity distribution is more uniform in the micro channel of the A microchannel reactor. Meanwhile, the influence of the microstructure parameters on the velocity distribution of the microchannel is analyzed. Based on the optimization target of the uniformity of velocity distribution, the structure of the microchannel reactor is optimized. The three-dimensional heat and mass transfer model of the microreactor is established by using the hydrodynamics analysis software Fluent, and the effects of different thermal dynamic parameters on the hydrogen performance of the A microchannel reactor with methanol reintegration are studied. Finally, the microchannel is built. The methanol reforming and hydrogen production reaction system of the channel reactor was used to carry out the experimental study on the methanol reforming and hydrogen production of the A microchannel reactor. The theoretical model was verified and the effect of the thermal kinetic parameters on the hydrogen production performance of the A microchannel reactor was analyzed. The first chapter explained the background and significance of the dissertation. The current status of the research on the methanol reforming hydrogen microchannel reactor is introduced, including the current research status and the existing problems in the research on the method of methanol reforming and hydrogen production, the structure design of the microchannel reactor and the optimization of the flow velocity distribution in the microchannel reactor. The main research content and frame of this dissertation are put forward. The second chapter is put forward and designed. A A type emblem channel reactor used for methanol reforming and hydrogen production. By establishing an equivalent resistance network model, the relationship model between the structure parameters of the microchannel reactor and the velocity distribution of the microchannel is obtained. It is found that the flow velocity distribution between the microchannel reactor of the A type microchannel reactor is more uniform compared with the traditional Z microchannel reactor. The third chapter is aimed at the distribution of the velocity distribution in the microchannel reactor. The optimization of flow field in the A type emblem channel reactor is based on the equivalent resistance network model. The influence of the structure parameters of the microchannel and the uniform cavity on the velocity distribution of the microchannel is analyzed. Based on the optimization target of the velocity distribution uniformity, the structure of the distribution cavity of the microchannel reactor is optimized. The fourth chapter, using the fluid dynamics analysis software F Luent established a three-dimensional heat and mass transfer model of A microchannel reactor, analyzed the material velocity and temperature distribution of methanol reforming in A microchannel reactor, and studied the effect of different thermal dynamic parameters on the performance of hydrogen production by methanol reforming of the A emblem channel reactor. The fifth chapter, through the manufacture and assembly of microchannel reactor, load catalysis The methanol reforming and hydrogen production reaction system of the channel reactor was set up. The experimental study on the methanol reforming and hydrogen production of the A microchannel reactor was carried out. The theoretical model of the preceding chapter was verified. The law of the effect of thermal dynamic parameters to the performance of the methanol reforming of the A type microchannel reactor was analyzed. The sixth chapter was the main research work of this paper. Summarized and prospected the direction for further research in the future.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ116.2

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本文編號：1926143