Симуляция адсорбции диоксида углерода на консолидированный активированный уголь в 2D осесимметричной системе
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS202412119Ключевые слова:
Активированный уголь, Адсорбция, Осевая симметрия, Углекислый газ, Численное моделированиеАннотация
Научно-исследовательская работа посвящена кинетике адсорбции. Излишне говорить, что физическая адсорбция представляет большой интерес в теплоэнергетике, судя по количеству научных работ, публикуемых ежегодно в этой области. Рассмотрена рабочая пара углекислого газа и консолидированной таблетки активированного угля. Математическая модель построена для цилиндрической системы координат, поэтому расчетная область представляет собой прямоугольник, соответствующий радиальному сечению таблетки. Скорость адсорбции реализована с использованием модели LDF (линейная движущая сила). Проведен анализ поведения поля температуры. Получены кривые мгновенного поглощения и моделируемой средней температуры. Результаты моделирования согласуются с результатами экспериментального исследования. В работе также представлены результаты анализа чувствительности сетки. Разработанный решатель подлежит дальнейшему расширению для учета большего количества величин, таких как изменение пористости, концентрации летучего газа и т. д.
Библиографические ссылки
Verde M., Harby K., de Boer R., Corber´an J.M., "Performance evaluation of a waste-heat driven Energy, adsorption system for automotive air-conditioning: Part I– Modeling and experimental validation", 116 (2016): 526-538. Doi:
https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.09.113, Url: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544216313858.
Ben-Mansour R., Habib M.A., Bamidele O.E., Basha M., Qasem N.A.A., Peedikakkal A., Laoui T., Ali M.,
"Carbon capture by physical adsorption: Materials, experimental investigations and numerical modeling and
simulations– A review", Applied Energy, 161 (2016): 225-255. Doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.10.011, Url:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261915012386.
Yin G., Jameel Ibrahim Alazzawi F., Mironov S., Reegu F., El-Shafay A.S., Lutfor Rahman M.,
Su C-H., Lu Y-Z., Chinh Nguyen H., "Machine learning method for simulation of adsorption
separation: Comparisons of model’s performance in predicting equilibrium concentrations", Arabian
Journal of Chemistry, 15(3) (2022): 1878-5352. Doi: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.103612, Url:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878535221006274.
Sellaoui L., Guedidi H., Knani S., Reinert L., Duclaux L., Ben Lamine A., "Application of statistical physics formalism to
the modeling of adsorption isotherms of ibuprofen on activated carbon", Fluid Phase Equilibria, 387 (2015): 103-110. Doi:
https://doi.org/10.1016/j.fluid.2014.12.018, Url: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378381214006992.
Sghaier W., Ben Torkia Y., Bouzid M., Ben Lamine A., "Thermodynamic analysis of cooling cycles statistical physics modeling
of ethanol adsorption isotherms", International Journal of Refrigeration, 141 (2022): 119-131. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2022.05.022, Url: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014070072200175X.
Cai S., Hua Zh., Dai M., Li S., Luo X., Tu Zh., "Performance analysis of adsorption refrigeration
using a composite adsorbent with improved heat and mass transfer", International Journal of Heat
and Mass Transfer, 216 (2023): 124523. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124523, Url:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931023006683.
Pena Fabr´ ıcio J., De Lemos Marcelo J., "Simulation of multidimensional unsteady heat transfer
with aluminothermic reaction and phase transition", International Journal of Heat and Mass
Transfer, (2023): 124365. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124365,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931023005112.
Berdenova B., Pal F., Saha B.B., Kaltayev A., "Non-isothermal pore change model predicting
CO2 adsorption onto consolidated activated carbon", International Journal of Heat and Mass
Transfer, (2021): 121480. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121480,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931021005834.
Berdenova B., Pal A, Muttakin M., Mitra S., Thu K., Saha B.B., Kaltayev A., "A comprehensive
study to evaluate absolute uptake of carbon dioxide adsorption onto composite adsorbent", International
Journal of Refrigeration, 100 (2019): 131–140. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2019.01.014, Url:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140700719300143.
Maragkos G., Beji T., "Review of Convective Heat Transfer Modelling in CFD Simulations of Fire-Driven Flows", Applied
Sciences, 11 (2021): 5240. Doi: 10.3390/app11115240, Url: https://www.mdpi.com/2076-3417/11/11/5240
