A comparison between monolithic and wire gauze structured catalytic reactors for CH₄ and CO removal from biogas-fuelled engine exhaust

The application of the wire gauzes as the catalytic supports can provide a number of advantages in biogas exhaust abatement. In this paper, a model of wire gauze structured reactor for biogas exhaust removal is proposed and model based calculations are performed to compare the wire gauze catalytic reactor with the classic monolith. The modelling bases on kinetic data experimentally obtained in a small-scale tubular reactor for cobalt and palladium (as reference) oxide catalysts doped with promoters (Ce, Pd). The heat and mass transfer characteristics of the wire gauze reactor are taken from the former studies by the authors. The simulations show that for assumed reactor parameters, a combination of the promoted cobalt oxide catalyst and the wire gauze support can give high conversion of methane and carbon monoxide

Microstructured reactor as a pre-turbo catalytic converter

The idea of a structured catalytic converter placed immediately after engine exhaust valves, thus operating on high gas temperature and velocity, is explored. The assumption is that major part of the reactor operates in the entry region where Nusselt and Sherwood numbers are highly enhanced. In this work, flow resistances as well as heat and mass transfer coefficients were studied for gas velocities exceeding 50 m/s. Consequently, the transition range (between laminar and turbulent flows) was reached. The comparison with classic monolith has shown significant improvement in heat or mass transfer paid by slight increase in flow resistance

Modelowanie numeryczne wymiany ciepła i oporów przepływu w krótkich kanałach: szczegółowy opis

Effect of the internal geometry of catalytic reactor capillary channels have been studied by means of numerical simulations. ANSYS FLUENT software was applied for carrying the analysis out. The temperature and pressure distribution for different channel lengths and cross-sectional shapes were presented.Wpływ geometrii wewnętrznej kapilarnych kanałów reaktorów katalitycznych badano za pomocą symulacji komputerowych. Do przeprowadzenia analizy zastosowano oprogramowanie ANSYS FLUENT. Przedstawiono rozkłady temperatur i ciśnienia w kanałach o różnych długościach i kształtach przekrojów poprzecznych

Analogia transportu ciepła i masy : dyskusja problemu

The study deals with the heat and mass transfer analogy developed for both laminar and turbulent flows. The Chilton-Colburn and Léveque analogies are discussed. The Fourier-Kirchhoff equations covering the heat and mass transport as well as their theoretical solutions are also described. The ratio of Schmidt-to-Prandtl number for gases and liquids, obtained using the film and the penetration models, are discussed.Praca poświęcona jest tematyce analogii transportu ciepła i masy dla przepływu laminarnego i turbulentnego. Omowiono analogie Chiltona-Colburna oraz Leveque'a. Opisano także rownania Fouriera-Kirchhoffa dla transportu ciepła i masy oraz ich teoretyczne rozwiązania. Przedstawiono stosunek liczby Schmidta do Prandtla dla gazow i cieczy uzyskany przy zastosowaniu modeli filmu i penetracji

The impact of foams structure on heat transfer

Piany metalowe są obiecującym nośnikiem katalizatorów dla szybkich procesów katalitycznych. Posiadają one wiele interesujących właściwości, z których najważniejsze to duża powierzchnia właściwa, duża wolna objętość (porowatość) oraz stosunkowo małe opory przepływu. Piany można traktować jako rozwiązanie pośrednie pomiędzy monolitami a złożem ziaren. W artykule przedstawiono wyniki badania wnikania ciepła dla piany chromoniklowej NC 2733 oraz trzech pian aluminiowych o różnej gęstości porów.Metallic foams appear as promising catalyst carriers for fast catalytic reactions. They combine many beneficial properties, like large specific surface area, high porosity and relatively low pressure drop. The foams can be regarded as an intermediate between monolith and packed bed. In this paper, the heat transfer characteristic were studied for a 30 pores per inch NC 2733 and three Al foams

Flow resistance, heat and mass transfer for triangular short-channel structures. Experiments

Trójkątne struktury krótkokanałowe są bardzo krótkimi monolitami o kształcie przekroju poprzecznego kanału zbliżonym do trójkąta równobocznego. Długość kanału struktury jest na tyle krótka, że w przeważającej jego części, występuje rozwijający się przepływ laminarny. Zjawisko to powoduje znaczny wzrost współczynników wnikania ciepła i masy, ale też wzrost oporów przepływu w porównaniu z klasycznymi monolitami o długich kanałach. Podczas pomiarów wnikania ciepła struktury krótkokanałowe były ogrzewane płynącym przez nie prądem elektrycznym. W celu uzyskania rozwiązania dla transportu masy zastosowano analogię transportu ciepła i masy dla przepływu laminarnego. Opory przepływu mierzono przy pomocy mikromanometru Recknagla i miernika elektronicznego. Wyniki otrzymane dla struktur trójkątnych porównano z najczęściej używanymi monolitami ceramicznymi i złożem ziaren usypanych.Triangular short-channel structures are very short monoliths of triangular cross-sectional channel shape. The length of the channel structure is so short, that for the most part of the channel, the developing laminar flow occurs. This phenomenon leads to highly enhanced heat and mass transfer, but the flow resistance is increased as well compared with classic long channel monoliths. During the heat transfer experiments the structures were heated by strong electric current flowing directly through them. The heat transfer experimental results were transformed to the mass transfer representation using heat and mass transfer analogy for the laminar flow. The flow resistance was measured using the Recknagel micromanometer and electronic indicator. The results obtained for the triangular structures were compared with the commonly used ceramic monolith and packed bed