Development of an Efficient Analysis Model for Microchannel Steam/Methane Reformers and Parametric Study

IF 0.2 Q4 ENGINEERING, MECHANICAL

Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B Pub Date : 2023-10-31 DOI:10.3795/ksme-b.2023.47.10.527

Dae-Hoon Lee, Yun-Seok Oh, Jin-Hyun Nam, Charn-Jung Kim, Jeon-Se Dah

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Abstract

본 논문에서는 분산 발전용 연료 전지의 개질 시스템에 적합한 1 ~ 3 기압의 저압 개질 조건에서 마이크로 채널 수증기/메탄 개질기의 효율적인 시뮬레이션을 위한 1차원 해석 모델이 개발되었다. 개질기 내부에서의 질량 보존과 에너지 보존을 고려하여 유동 채널과 워시코트 촉매층의 온도와 기체 농도를 별도로 계산하였으며, 특히 워시코트 촉매층에서의 복잡한 확산/반응 문제를 계산하지 않고 촉매 유효도 상관식을 이용하여 개질 반응률을 정확하게 결정하는 방식을 취하였다. 본 연구에서 제안된 1차원 해석 모델의 정확도는 동일한 시뮬레이션 문제에 대한 정확한 CFD 해석 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 운전 조건 및 개질기 치수가 마이크로 채널 수증기/메탄 개질기의 성능에 미치는 영향을 조사하는 파라메터 연구를 통해 본 1D 해석 모델의 유용성을 증명하였다.

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