Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ warunków brzegowych na rozkład pola temperatury w przepływowym reaktorze do parowego reformingu metanu

Moździerz M., Brus G., Ściążko A., Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J., S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

43--50

PL

Jedną z zalet wysokotemperaturowych ogniw paliwowych ze stałym elektrolitem tlenkowym SOFC jest elastyczność w doborze paliw, w szczególności możliwość wykorzystania węglowodorów. Dla ogniw paliowych zasilanych węglowodorami możliwa jest konwersja paliwa na drodze reformingu zewnętrznego bądź wewnętrznego. W przypadku systemu z połączeniem wewnętrznym ciepło pochodzące z pracującego stosu ogniw paliwowych może zostać efektywnie wykorzystane w endotermicznej reakcji reformingu. Opracowanie tegoż systemu zależy od rozmieszczenia elementów pod kątem optymalizacji transportu ciepła w układzie, stresu termicznego wywieranego na poszczególne elementy, osadzania węgla, stopnia polaryzacji elektrod, kosztów oraz efektywności systemu. W pracy przedstawiono badania eksperymentalne na podstawie których zbudowano matematyczny model procesu reformingu, a także przeprowadzono analizę numeryczną wpływu warunków brzegowych oraz parametrów procesu na rozkład pola temperatury w reaktorze podczas reakcji parowego reformingu metanu.

EN

One of the advantages of high-temperature fuel cells with a solid oxide electrolyte SOFC is flexibility in the selection of fuels and in particular the use of hydrocarbons. For fuel cell powered by hydrocarbons it is possible to convert the fuel using external or internal reforming. For a internal system heat from the fuel cells stack can be effectively used in the endothermic reforming reaction. The development of that system depends on the arrangement of elements to optimize heat transfer in the system, thermal stress exerted on the individual elements, the carbon deposition, the degree of electrodes polarization, the cost and effectiveness of the system. The paper presents experimental studies on the basis of which a mathematical model of the reforming process was built. Furthermore, a numerical analysis of the influence of the boundary conditions and process parameters on the distribution of temperature field in the reactor during the steam reforming reaction of methane has been carried out.

2

Kinetyka utleniania cyjanków za pomocą ozonu

Kępa U

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 3

265--275

PL

Określenie kinetyki utleniania cyjanków za pomocą ozonu jest niezbędne dla skutecznego usuwania tego zanieczyszczenia w procesach uzdatniania wody. Badania prędkości utleniania cyjanków były prowadzone przez różnych naukowców, jednakże wyniki przez nich uzyskane nie były jednoznaczne. Wyznaczone rzędowości reakcji wahały się w zakresie wartości 0 do 2. Badacze nie byli również zgodni co do wpływu wartości odczynu na kinetykę procesu ozonowania. W niniejszej pracy określono kinetykę reakcji utlenienia cyjanków ozonem, wyznaczając rzędowości reakcji oraz obliczając wartość obserwowanej stałej szybkości reakcji. Opisano również wpływ wartości pH na przebieg procesu utlenienia, przyjmując pewne założenia upraszczające. Proces prowadzono w warunkach, jakie występują w trakcie uzdatniania wody w ciągu technologicznym stacji - przy stałym stężeniu ozonu w fazie wodnej. Stwierdzono, że dla badanych warunków proces utleniania przebiegał zgodnie z równaniem kinetyki pierwszego rzędu. Podobną rzędowość reakcji ustalono w badaniach Sondaka i Dodge’a oraz Balyanskiego. Wyznaczone równania funkcji f(t) = ln[CN] posłużyły do obliczenia obserwowanej stałej szybkości reakcji, której wartość zależna była od odczynu preparowanej wody. Wykazano, że dla pH = 9,0 kobs = 1,11•10−2, natomiast dla pH = 7,0 kobs = 1,39•10−3. Znaczne obniżenie wartości stałej kobs dla wody o niższym pH świadczy o tym, że na mechanizm utleniania cyjanków wpływała przede wszystkim forma, w jakiej występował ksenobiotyk. W miarę obniżania odczynu wody następował spadek stężenia jonów cyjankowych, natomiast wzrastała koncentracja cyjanowodoru. Z przeprowadzonych badań wynika, że główną rolę w utlenianiu cyjanków odgrywała reakcja ozonu z jonami cyjankowymi.

EN

Cyanides belong to substances which pose a serious health risk to people and other living organisms. Their appearance in water, even in low concentrations, has a very unfavourable effect on water environment. Ozonation is one of the methods which enables effective removal of cyanides from water. Ozone is one of the strongest oxidants. Due to the fact that it can be produced in large quantities and at competitive prices in comparison to chlorine and it decomposes to oxygen, ozone can be used to neutralize cyanides. In the process of oxidation no harmful by-products are produced, and the process shows high efficiency for high as well as low initial concentrations of cyanides. The determination of the kinetics of oxidation of cyanides to cyanates is necessary to achieve efficient ozonation of cyanides. This has been the subject of investigation of many authors. However, the data reported by different authors are not conclusive. The reported values of the reaction order range from 0 to 2 depending on the authors. Also, the researchers are not in agreement with one another as to the effect of the pH on the kinetics of the ozonation process. The main aim of this study was to determine the kinetics of the oxidation of cyanides using ozone. The scope of the study included the determination of the reaction order and calculation of the observed value of the reaction rate constant. The influence of pH on the oxidation process was also examined. The kinetics of the reaction was based on the rate of cyanides removal. For the determination of the kinetics of oxidation of cyanides with ozone some simplifying assumptions were made. The process was conducted under conditions typical for the water treatment in a technological cycle at a water treatment station with the constant concentration of ozone in the water phase. In the presented investigation the rates of removal of cyanides for the various initial concentrations were determined. The determination of the reaction order for cyanides ozonation was performed by using a graphic method. It was found that for the examined conditions of the process, oxidation followed the first-order equation. A similar order of reaction was determined in the research of Sondak and Dodge and Balyanski. The determined equations of the function f(t) = ln[CN] were used to calculate the observed value of the reaction rate constant, the value of which depended on the water pH. For pH = 9.0 kobs = 1.11•10-2whereas for pH = 7.0 kobs = 1.39•10-3. A significant de-crease in the value of the constant kobs proves that the mechanism of cyanate oxidation is influenced mostly by the form in which this contamination occurs. As the pH of water de-creases, a reduction of cyanide ions concentration takes place while the concentration of acidic forms of hydrogen cyanide increases. The conducted research shows that the reaction of ozone with cyanide ions plays the main part in cyanide oxidation.

3

Analiza roztwarzania substancji aktywnych z uwzględnieniem efektów dyfuzyjnych okołoziarnowej warstwy granicznej

Sławomirski M. R.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2007

|

Vol. 9, no. 1-4

183--196

PL

W pracy przedstawiono matematyczny model roztwarzania substancji aktywnej rozproszonej w złożu o płaskiej powierzchni przez swobodny strumień napływającego płynu. Na przebieg procesu roztwarzania mają wówczas wpływ zjawiska zachodzące w warstwie granicznej poruszającego się płynu. Jako podstawowe parametry przyjęto koncentrację substancji aktywnej w złożu H oraz koncentrację tej substancji w roztworze C. Sam proces roztwarzania potraktowano jako heterogeniczną reakcję chemiczną opisaną zmodyfikowanym równaniem kinetyki chemicznej rzędu pierwszego lub rzędu ¾ w zależności od kształtu ziaren substancji aktywnej. Modyfikacja równań kinetyki polega na uwzględnieniu wpływu iloczynu rozpuszczalności na dynamikę procesu roztwarzania. Ze względu na zerową prędkość zarówno normalnej jak i stycznej składowej wektora prędkości napływającego płynu na powierzchni złoża, w obrębie warstwy granicznej wydzielono przylegającą do złoża podwarstwę dyfuzyjną o małej miąższości. Przyjęto, że w podwarstwie dyfuzyjnej transport roztworzonej substancji aktywnej odbywa się wyłącznie drogą dyfuzji, natomiast w pozostałej strefie warstwy granicznej – drogą adwekcji. Korzystając z bilansu molowego substancji aktywnej na granicy podwarstwy dyfuzyjnej określono rozkład stężeń substancji roztworzonej na granicy tej podwarstwy. Wchodzący do bilansu strumień dyfuzji wyznaczono korzystając ze zmodyfikowanego równania kinetyki roztwarzania. Zmiany koncentracji substancji rozproszonej w złożu określa się korzystając z równania kinetyki chemicznej procesu roztwarzania. Rozkład koncentracji substancji roztworzonej w warstwie granicznej wyznacza się z równania adwekcji, w którym składowe prędkości określone są rozwiązaniami hydrodynamicznych równań warstwy granicznej. W przypadku jednorodnego strumienia równoległego do powierzchni złoża rozwiązania równań warstwy granicznej określone są poprzez tzw. funkcje Blasiusa.

EN

The paper presents a mathematical model of dissolution of the active substance dispersed in a flat bed by a liquid stream. The phenomena occurring in the boundary layer of the flowing fluid influence then on the dissolution process. For the description of the dissolution process two primary dependent parameters, the concentration of the active substance in the bed H, and the concentration of the active substance in the solution C have been introduced. In the paper the dissolution process is regarded as heterogeneous chemical reaction described by means of the modified kinetics equation. The form of the kinetics equation depends on the grain form, and the first order equation, and/or alternatively 2/3 order equation have been applied . The modification of the kinetics equation involves the influence of the solubility product on the dissolution kinetics. Taking into account that at the horizontal bed surface the normal and tangent components of fluid velocity are equal to zero, in the boundary layer the author have introduced a diffusion sublayer of small thickness. It has been assumed that in the diffusion sublayer the transfer of dissolved active substance is realized by means of the diffusion only whereas the outside the diffusion sublayer it proceeds according to the advection mode. Applying the mole balance with respect to the active substance the distribution of concentration of the dissolved active substance has been determined at the external boundary of the diffusion sublayer. The diffusion stream involved in the mole balance has been determined by means of the modified equation for the dissolution kinetics. The concentration of dissolved active substance in the boundary layer is determined applying the advection equation in which the components of the velocity vector are represented by the solutions of hydrodynamic equations of the boundary layer. In the case of homogeneous fluid stream parallel to the bed surface the solutions of the boundary layer equations are represented by the Blasius functions.

4

Równoczesne spektrofotometryczne śledzenie reakcji chemicznych

Jungnickel A., Liebmann A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2007

|

R. 12, nr 4

13-14

5

Kalorymetryczne badania kinetyki reakcji chemicznych przebiegających z udziałem gazowych reagentów

Godala M.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 30

5-19

PL

Artykuł zawiera streszczenie pracy doktorskiej obronionej 15.12.2005 w Politechnice Łódzkiej na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska w Katedrze Systemów Inżynierii Środowiska.

6

Kalorimetric investigation of chemical reaction kinetics which proceeds with participation of gasous reagents

Godala M.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 30

21-34

7

Symulacja numeryczna roztwarzania substancji podczas filtracji płynu w ośrodkach porowatych

Sławomirski M. R.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

117--128

PL

Rozważono problem roztwarzania substancji aktywnych rozproszonych w postaci drobnych ziaren w szkielecie ośrodka porowatego. Przyjęto, że płyn przepływający przez ośrodek porowaty roztwarza rozproszone w szkielecie substancje i unosi je z sobą z prędkością adwekcji u różną od prędkości filtracji υ. Założono, że roztwarzaniu towarzyszą dodatkowe procesy jak adwekcja, dyspersja hydrodynamiczna, dyfuzja mikroskalowa (dyfuzja okołoziarnowa) oraz dyfuzja w skali makro. Proces roztwarzania potraktowano jako reakcję chemiczną przebiegającą alternatywnie w sposób zgodny z trzema modelami roztwarzania (progressive conversion model, unreacted core model, shrinking core model). Modele idealnego roztwarzania uzupełniono o sformułowaną w innej pracy autora, opartą na prawie Ficka hipotezę dyfuzyjnego transferu roztworzonej substancji przez okołoziarnową warstwę graniczną. Hipoteza ta uwzględnia zarazem wpływ iloczynu rozpuszczalności na kinetykę zjawiska roztwarzania. Proces roztwarzania z towarzyszącymi mu zjawiskami równoległymi opisano używając równań różniczkowych cząstkowych, w których dwa podstawowe parametry, koncentrację substancji aktywnej w ośrodku porowatym G oraz koncentrację substancji aktywnej roztworzonej w poruszającym się płynie C potraktowano jako funkcje położenia x i czasu t. Ze względu na istniejące nieliniowości i sprzężenie równań do rozwiązywania ich zastosowano metodę różnic skończonych. W celu spełnienia wymagań dotyczących stabilności i zbieżności procedur numerycznych starano się sformułować algorytm możliwie głęboko implicite. Zastosowano linearyzację członów nieliniowych opartą na ‘obcięciu’ wyrażeń drugiego i wyższych rzędów ze względu na krok czasowy obliczeń. Tak sformułowane dwa algorytmy (semi-implicite i quasi-implicite) prowadzą na każdym z kolejnych czasowych poziomów obliczeń do rozwiązywania równań macierzowych z wektorem niewiadomym zawierającym nieznane wartości koncentracji w poszczególnych węzłach przestrzennej siatki numerycznej.

EN

In the paper the author considered the problem of dissolution of active substances dispersed as small grains located in the skeleton of a porous material. It has been assumed that the fluid flowing through a porous medium dissolves substances embedded in the skeleton, and transfers them with advection velocity u different from the superficial flow velocity υ. The dissolution process is regarded to be accompanied by advection, dispersion, microscale diffusion (diffusion in the vicinity of dissolving grain), and macro-scale diffusion. The dissolution process is regarded as the chemical reaction realised according to one of three alternative models: progressive conversion model, unreacted core model, and shrinking core model. The dissolution models have been completed with the Ficklaw based hypothesis concerning the diffusion-type transfer of the dissolved substance through the grain boundary layer. The hypothesis involves the influence of the solubility ratio R on the kinetics of dissolution process. The dissolution process accompanied by advection, diffusion and dispersion have been described by means of the system of partial differential equations. Two principal parameters involved in the differential equations, the concentration of the active substance in a porous medium G, and the concentration of the active substance in the flowing fluid C are regarded as continuous functions of position x and time t. Taking into account the non-linearity of equations the finite difference technique has been applied. An attempt to apply implicit-type approximation to avoid instability problems has been undertaken. The author applied the linearization of non-linear terms based on truncation of second order terms with respect to time step. Two efficient computational algorithms, the semi-implicit algorithm, and the quasi-implicit algorithm imply to solve the matrix equation for successive computational time levels. In the matrix equation the components of the unknown vector represent the magnitudes of concentrations of the active substance for i-th computational blocks at the new n + 1 computational time level.

8

O linii Plateau na obrazie kinetyki chemicznej

Pluta Z.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2005

|

R. 10, nr 5

40-43

9

Kinetyka wielostopniowej hydrolizy enzymatycznej substratu białkowego

Balejko J. A.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2004

|

R. 9, nr 6

13-14

10

Wpływ gazu syntezowego na kinetykę topochemicznych reakcji redukcji Fe2O3 - FeO

Wiltowski T., Piotrowski K., Lorethova H., Stonawski L., Mondal K., Szymański T.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2004

|

T. 25, z. 3/3

1789-1794

PL

Wykonano pomiary TGA kinetyki reakcji Fe2O3-->FeO gazem syntezowym o zadanych proporcjach (N2/CO/H2) dla T=700-900 [stopni]C. Do analizy wyników zastosowano metodę Hancocka-Sharpa i równanie Johnsona-Mehla-Avramiego-Erofeev'a. Początkowy etap procesu odpowiada modelowi kinetycznemu reakcji powierzchniowej na granicy faz oraz modelowi kinetycznemu nukleacji powierzchniowej. Szybkość reakcji rośnie z temperaturą i ze zwiększaniem stężenia H2. Określono wartości energii aktywacji dla różnych składów gazu redukującego. Całość procesu opisano za pomocą sztucznej sieci neuronowej ważnej w tym samym zakresie parametrów.

EN

The kinetics of Fe2O3-->FeO reduction by syngas of selected compositions (N2/CO/H2) in T=700-900[degrees]C was investigated. Hancock-Sharp method, based on Johnson-Mehl-Avrami-Erofeev's equation was applied. Both surface-boundary-controlled reaction and surface nucleation mechanisms control the kinetics at the initial stage of the process. The reaction's rate increases with T and H2 content. The activation energies for selected syngas compositions were elaborated. Artificial Neural Network was applied for alternative process modeling in the same parameters' range.

11

Model membrany katalitycznej dla reakcji enzymatycznej z złożonej kinetyce

Trusek-Hołownia A.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2004

|

T. 25, z. 3/3

1729-1734

PL

Praca dotyczy modelu membrany z warstwą aktywnego białka immobilizowanego na jej powierzchni. Proces prowadzony jest w układzie rozpuszczalnik organiczny . woda, gdzie rozpuszczalnik organiczny stanowi rezerwuar hydrofobowego substratu dyfundującego do strefy reakcji. Model membrany rozszerzono o inaktywację enzymu w czasie oraz nieliniową kinetykę reakcji. Uzyskano rozwiązanie numeryczne modelu, które pozytywnie zweryfikowano na podstawie reakcji hydrolizy maślanu glicylu.

EN

The paper concerns the model of membrane with catalytic layer of protein immobilized on membrane surface. Process was carried out in organic phase-water system where organic serves as hydrophobic substrate reservoir. Model of membrane was developed by introduction of enzyme inactivation and nonlinear kinetics. A numerical model solution was received and verified on the base of glycidyl butyrate hydrolysis reaction.

12

Zastosowanie modelowań numerycznych do rekonstrukcji paleotemperatur i procesów generowania węglowodorów

Botor D., Kosakowski P.

Przegląd Geologiczny

|

2000

|

Vol. 48, nr 2

154-161

PL

Zastosowanie modelowań numerycznych do rekonstrukcji procesów generowania węglowodorów pozwala na integrację danych geologicznych, geochemicznych i geofizycznych. Ma to na celu przede wszystkim jak najbardziej wiarygodne odtwarzanie przebiegu procesów generowania węglowodorów, aby możliwie precyzyjnie oceniać potencjał naftowy skał macierzystych danego basenu sedymentacyjnego. Modelowania te obejmują modelowanie subsydencji, pogrążania i kompakcji osadów, przepływu energii cieplnej i ewolucji termicznej oraz generowania węglowodorów. Pozwalają one obliczyć stopień i czas dojrzewania (przeobrażenia) materii organicznej, a w efekcie końcowym ilość i skład wygenerowanych węglowodorów oraz określić czas kiedy miało to miejsce.

EN

Integrated numerical modelling of petroleum generation allows to reconstruct reliable hydrocarbons generation processes. Consequently, it allows to estimate petroleum potential of source rocks in the sedimentary basins. These modelling consist of modelling of subsidence, burial and compaction of sediments, energy transport, thermal history and hydrocarbons generation.

13

Badanie kinetyki reakcji chemicznych metodą mikroreaktorową z komputerowo sterowaną analizą chromatograficzną

Słomkiewicz P. M.

Przemysł Chemiczny

|

1998

|

T. 77, nr 6

227-230