Analiza procesu reformingu metanu parą wodną przy pomocy uogólnionej metody najmniejszych kwadratów

• Autorzy: Ściążko A. , Komatsu Y. , Brus G. , Kimijima S. , Szmyd J. S.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.11

Warianty tytułu

EN

Methane steam reforming process analysis with generalized least squares algorithm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Matematyczny model zjawiska fizycznego obarczony jest niepewnością, wynikającą z niedokładności pomiarów eksperymentalnych, wartości przyjętych parametrów oraz założonych uproszczeń modelowych. Artykuł przedstawia eksperymentalną oraz numeryczną analizę procesu parowego reforming metanu za pomocą Uogólnionej Metody Najmniejszych Kwadratów (GLS). Opublikowane dotychczas równania kinetyki procesu reformingu różnią się znacznie między sobą oraz nie zawierają analizy niepewności przedstawionych rezultatów. Algorytm GLS pozwala na wyznaczenia najbardziej prawdopodobnych wartości empirycznych parametrów definiujących szybkość reakcji reformingu oraz umożliwia obiektywną weryfikację przygotowanego modelu matematycznego. Analiza numeryczna została przeprowadzona w oparciu o badania eksperymentalne z wykorzystaniem 0.3 g próbki katalizatora Ni/YSZ 60:40%v. Pokazano, że metoda GLS zapewnia poprawę dokładności zmiennych mierzonych oraz pozwala na wyznaczenie najbardziej prawdopodobnych wartości niewiadomych oraz niepewności charakteryzujących otrzymane wyniki.

EN

Mathematical model of the physical phenomena contains the uncertainties resulted from the inaccuracy of the measurements, assumed values of parameters and model simplifications. The article presents the experimental and numerical analysis of methane steam reforming process with Generalized Least Squares Method (GLS). Published in the literature equations about kinetics of reforming process are different and they do not contain the uncertainty analysis of the obtained results. The GLS algorithm is adopted to select the most probable values of reforming kinetics parameters and to objectively validate proposed mathematical models. The numerical analysis was conducted on the basis of the experimental measurements of 0.3 g Ni/YSZ 60:40vol catalyst sample. It was proven that GLS method is useful in securing higher accuracy of measured variables, finding the most probable values of unknowns and simultaneously determining the uncertainty coupled with all the variables in the system.

Słowa kluczowe

PL

katalizator Ni/YSZ; reforming parowy metanu; analiza błędów pomiarowych

EN

Ni/YSZ catalyst; steam methane reforming; analysis of measuring errors

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 1
• Strony: 95--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ściążko A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
• Shibaura Institute of Technology, Saitama, Japan

autor

Komatsu Y.

• Shibaura Institute of Technology, Saitama, Japan

autor

Brus G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kimijima S.

• Shibaura Institute of Technology, Saitama, Japan

autor

Szmyd J. S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Achenbach E., Riensche E.: Methane/steam reforming kinetics for solid oxide fuel cells, J. Power Sources, 52 (1994) 283-288.
• 2. Brus G., Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J.S.: An Analysis of Biogas Reforming Process on Ni/YSZ and Ni/SDC Catalysts, Int. J. Thermodyn., 15 (2012) 43-51.
• 3. Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J.S.: Numerical analysis on dynamic behavior of solid oxide fuel cell with power output control scheme, J. Power Sources, 223 (2013) 232-245.
• 4. Mogensen D., Grunwaldt J.-D., Hendriksen P.V., Dam-Johansen K., Nielsen J.U.: Internal steam reforming in solid oxide fuel cells: Status and opportunities of kinetic studies and their impact on modelling, J. Power Sources. 196 (2011) 25-38.
• 5. Odegard R., Johnsen E., Karoliussen H.: Methane reforming on Ni/Zirconia SOFC anodes, Solid Oxide Fuel Cells IV, The Electrochemical Society, Pennington, New York 1995, pp. 810-819.
• 6. Sciazko A., Komatsu Y., Brus G., Kimijima S.,. Szmyd J.S.: A novel approach to the experimental study on methane/steam reforming kinetics using the Orthogonal Least Squares method, J. Power Sources, 262 (2014) 245–254.
• 7. Szargut J.: Rachunek wyrównawczy w technice cieplnej, PAN, Komisja Energetyki, Wrocław 1984.