内置多孔介质卷式反应器内甲烷富燃制氢的数值模拟的开题报告

内置多孔介质卷式反应器内甲烷富燃制氢的数值模拟的开题报告开题报告题目：内置多孔介质卷式反应器内甲烷富燃制氢的数值模拟一、研究背景和意义能源危机和环境污染已经成为当今社会面临的严重问题。寻找新能源以及减少传统能源的使用是当前亟需解决的问题。氢能作为一种高能量、高效率、无污染的清洁能源备受关注。在氢能的生产过程中，甲烷富燃制氢技术因其高效、低成本、易于操作等优点而成为较为成熟的技术。卷式反应器作为一种新型反应器，在化工、石油等行业中广泛应用，由于其具有内表面积大、传质和热传导均匀、所需空间小等特点，被广泛应用于加氢反应器建设中。然而，卷式反应器在处理过程中更加依赖于传质和反应动力学，多孔介质的设计和性能会直接影响反应器的性能和寿命。因此，本次研究将在内置多孔介质的卷式反应器中进行甲烷富燃制氢反应，探究多孔介质对反应器性能和产氢效率的影响，以期为氢能生产提供技术支持和性能改进。二、研究内容和方法1.研究内容（1）建立内置多孔介质卷式反应器-反应动力学模型。（2）运用数值模拟方法，研究多孔介质对卷式反应器内甲烷富燃制氢反应的影响，并根据数值模拟结果进行相关分析。2.研究方法（1）基于反应器的结构和化学反应模型，建立三维流体动力学和传递动力学模型。（2）根据计算结果，分析多孔介质在卷式反应器中的传质、热传导和反应过程。（3）通过模拟结果，研究不同形状、孔径、孔隙率、介质材料等参数对反应器内甲烷富燃制氢的影响，并进行优化设计。三、研究进度和计划1.研究进度根据研究计划，已经完成了研究背景和意义的分析，制定了研究内容和方法。接下来的研究工作包括：建立数学模型、编写计算程序、进行数值模拟和分析以及优化设计。2.研究计划（1）建立数学模型和编写计算程序（第1-2个月）。（2）进行数值模拟和分析（第3-5个月）。（3）优化设计及结果分析（第6个月）。（4）撰写论文（第7-8个月）。四、研究成果和预期目标本次研究预期可以构建多孔介质在卷式反应器中的反应动力学模型，并运用数值模拟方法，探究多孔介质对反应器内甲烷富燃制氢反应的影响，从而为氢能生产提供技术支持和性能改进。预期能得出一套优化的反应器结构和操作参数，提高甲烷富燃制氢反应的稳定性、效率和产氢量，为清洁能源的发展提供支持。五、参考文献[1]宋伟华,朱会娟,程鹏程.内置多孔介质反应器的氢气富化研究[J].储能科学与技术,2018,7(3):339-347.[2]Xu,Dongzhou,Zhang,Lifeng,Dong,Tingting,etal.Simulationofthecharacteristicsofamulti-tubemicro-channelmethanolreformingreactor[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy,2017,42(35):22577-22586.[3]Wu,Zhenkun,Zhang,Jianguo,Ren,Huang,etal.Activecontrolofheattransferinamicro-channelreactorbysprayin