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Heat and mass fluxes in presence of superficial reaction in a not completely developed laminar flow (Articolo in rivista)

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Heat and mass fluxes in presence of superficial reaction in a not completely developed laminar flow (Articolo in rivista) (literal)

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Di Benedetto,A.; Marra F.S.; Russo G.; (2003)
Heat and mass fluxes in presence of superficial reaction in a not completely developed laminar flow
in Chemical engineering science
(literal)

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Chemical Engineering & Science è una rivista ISI nel settore impiantistico dei flussi reagenti. Il comitato di revisione è internazionale e lImpact Factor è di 1.23. Il contributo pubblicato su questa rivista deriva dallesperienza maturata dal gruppo di ricerca sulla simulazione di flussi reagenti e, in particolare, di processi di combustione sia catalitici che omogenei. (literal)

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Rivista

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La caratterizzazione dei flussi reagenti rappresenta una delle problematiche di maggior rilievo nei processi di combustione. In particolare; nei reattori a struttura monolitica impiegati per la combustione catalitica diventa fondamentale la descrizione dei flussi di materia e di energia tra la superficie del canale e il bulk gassoso. Il calcolo di tali flussi può essere fatto in maniera rigorosa risolvendo un modello matematico multidimensionale. Tale calcolo è tuttavia molto oneroso e, pertanto, non adatto nei casi in cui è necessario un ridotto tempo di calcolo. Nasce, pertanto, lesigenza di correlazioni empiriche che permettano di ridurre lonere calcolativo e al contempo assicurino la corretta valutazione dei flussi. Le correlazioni attualmente disponibili in letteratura non sono adeguate, essendo state ottenute in assenza di reazione. In presenza della reazione di combustione sono necessarie nuove correlazioni che tengano conto della interazione tra campo di moto e reazione chimica e della loro influenza sui flussi. I risultati riportati nel presente contributo riguardano lo studio dellaccoppiamento tra campo di moto in fase gassosa e produzione di calore dovuta alla reazione. Questo studio è stato condotto sviluppando un modello bidimensionale risolto mediante i metodi della fluidodinamica numerica (CFD). Tale studio ha permesso di ottenere una correlazione più adeguata per il calcolo del trasporto di materia e di energia nei combustori catalitici. (literal)

Note

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Di Benedetto A.1, Marra F.S.1, Russo G. 2 1 Istituto di Ricerche sulla Combustione -CNR 2 Università di Napoli \"Federico II\" (literal)

Titolo

Heat and mass fluxes in presence of superficial reaction in a not completely developed laminar flow (literal)

Abstract

A mathematical model has been developed in order to study the effect of superficial reaction, the catalytic propane combustion, and its coupling with the fluid flow on mass and energy fluxes between gas and solid phase in a monolithic reactor. Simulations have been performed at different values of the gas inlet temperature and propane mass fraction. The effect of heat produced at the wall by the chemical reaction on fluid flow is studied separately from the entrance effect. A new interpretation of the real driving force is proposed, which is able to correctly predict, in a very simple manner, the values of fluxes independently of the presence of Graetz entrance effects. Also the dependency of the Nu and Sh numbers with the gas inlet temperature and propane mass fraction is correctly included. This results leads to a different definition of the Nu and Sh numbers and, for the cases investigated numerical correlations are also given. (literal)

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