개질관 내부 레이놀즈 수와 버너 온도에 따른 열유동 및 반응 특성

한준희; 윤기봉; 김지윤; 이성혁

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자료유형: 학술저널

저자정보: 한준희 (중앙대학교) 윤기봉 (중앙대학교) 김지윤 (중앙대학교) 이성혁 (중앙대학교)

저널정보: 한국가스학회 한국가스학회지 한국가스학회지 제19권 제5호

발행연도: 2015.10

수록면: 69 - 74 (6page)

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본 연구의 목적은 촉매가 삽입된 단일 개질관 내 가스의 주입 속도와 버너의 고온공기 주입온도에 따른 3차원 전산 유체 해석(Fluent ver. 16.1)을 수행하여, 열유동 및 화학반응 특성을 파악하는 것이다. 개질관 내부 촉매는 니크롬 재질의 다공성 영역으로 가정하였다. 메탄-수증기 개질반응은 1000 K 이상의 고온 환경에서 작동하므로 전도, 대류 및 복사를 고려한 복합열전달을 해석했다. 수소 개질량을 비교하기 위한 두 개의 레이놀즈 수는 49,000과 88,000이고, 레이놀즈 수가 88,000인 경우, 고온공기의 온도를 각각 1100 K, 1200 K 및 1300 K로 설정하였다. 수치 해석 결과, 레이놀즈 수가 낮을 경우 개질관 내부의 온도가 상승하였으며, 수소 개질량도 증가하였다. 레이놀즈수가 높을수록 상대적으로 온도가 낮은 가스의 대류 열전달량이 증가하여 개질관 내의 온도는 낮아져 수소 개질량은 감소한다. 그리고 고온 공기의 온도가 높을수록 개질관 내부의 온도가 증가하므로, 수소 개질량도 증가한다.

#computational fluid dynamics #methane-steam reforming #reynolds number

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[학술지(정기간행물)] - A. Demirbas / 2008 / Biofuels Policy, Biofuel Economy and Global Biofuel Projections / Energy Conversion and Management. Manage. 49 : 2106 ~ 2116

[학술지(정기간행물)] - D. L. Hoang / 2005 / Kinetic and Modelling Study of Methane Steam Reforming over Sulfide Nickel Catalyst on a Gamma Alumina Support / Chemical Engineering Journal 112 : 1 ~ 11

[학술지(정기간행물)] - H. S. Roh / 2010 / Natural gas Steam Reforming for Hydrogen Production over Metal Monolite Catalyst with Efficient Heat-transfer / International Journal of Hydrogen Energy 35 : 1613 ~ 1619

[학술지(정기간행물)] - B. T. Schadel / 2009 / Steam Reforming of Methane, Ethane, Propane, Butane, and Natural Gas over a Rhodiumbased Catalyst / Catalysis Today 142 : 42 ~ 51

[학술지(정기간행물)] - L. Basini / 2001 / Catalytic Partial Oxidation of Natural Gas at Evlevated Pressure and Low Residence Time / Catalysis Today 64 : 21 ~ 30

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