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Heat Transfer Mechanisms Within the Mixing Region of a HiPCO Reactor

机译：HiPCO反应器混合区域内的传热机理

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摘要

This paper explores the heat transfer mechanisms involved in a high-pressure carbon monoxide (HiPCO) chemical reactor, which is used to produce single-wall carbon nanotubes (SWCNTs). The efficiency of catalyst usage, and of the reaction itself, depends upon the thermal conditions in the mixing region. This is directly linked to the costs associated with producing SWCNTs, as well as the ability to scale the manufacturing of SWCNTs to increase the material availability for nanotechnology development. Simple models are used to study several user-configurable contributions (gas flow rates, gas temperatures, reactor geometry, and reactor orientation) to the energy balance within the reactor mixing region. Results of these models are used to identify means of improving reaction efficiency. All contributions are then combined into a computational fluid dynamics model to confirm the findings of the simpler models. The results identify the design features that lead to a maximally efficient HiPCO reactor.
机译：本文探讨了高压一氧化碳（HiPCO）化学反应器中涉及的传热机理，该反应器用于生产单壁碳纳米管（SWCNT）。催化剂使用的效率以及反应本身的效率取决于混合区域中的热条件。这与生产单壁碳纳米管的成本直接相关，并且与按比例生产单壁碳纳米管的能力有关，以增加纳米技术开发的材料利用率。简单的模型用于研究反应堆混合区域内能量平衡的几种用户可配置的贡献（气体流速，气体温度，反应堆几何形状和反应堆方向）。这些模型的结果用于确定提高反应效率的手段。然后将所有贡献合并到一个计算流体动力学模型中，以确认较简单模型的发现。结果确定了导致最高效率的HiPCO反应堆的设计特征。

著录项

  • 来源
    《Heat Transfer Engineering》 |2016年第12期|1050-1061|共12页
  • 作者

    MATTHEW J. ROODE; YILDIZ BAYAZITOGLU;

  • 作者单位

    Mechanical Engineering Department, Rice University, Houston, TX 77251, USA;

    Mechanical Engineering Department, Rice University, Houston, Texas, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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