Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion
Numerical simulation of a bulk-type plasma reactor for carbon dioxide conversion with distributed gas injection and pumping has been performed in hydrodynamic approximation by solution of Navier-Stokes equation using the mathematical package COMSOL. It is shown that the geometry of gas injection and...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2021 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194772 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion / P.P. Platonov, S.V. Dudin, V.A. Lisovskiy // Problems of atomic science and tecnology. — 2021. — № 1. — С. 131-135. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-194772 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Platonov, P.P. Dudin, S.V. Lisovskiy, V.A. 2023-11-29T15:12:43Z 2023-11-29T15:12:43Z 2021 Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion / P.P. Platonov, S.V. Dudin, V.A. Lisovskiy // Problems of atomic science and tecnology. — 2021. — № 1. — С. 131-135. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.77.-j https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194772 Numerical simulation of a bulk-type plasma reactor for carbon dioxide conversion with distributed gas injection and pumping has been performed in hydrodynamic approximation by solution of Navier-Stokes equation using the mathematical package COMSOL. It is shown that the geometry of gas injection and pumping, which determines the trajectories of the particles and their residence time in reactor, can significantly affect the energy efficiency of the conversion. Different particles on their way from inlet to pumping hole move along different trajectories and spend different times inside the reactor. If the residence time of the gas in the reactor is less than optimal, the gas conversion will be incomplete. If this time is more than optimal, then an excessive amount of energy will be applied to the already converted gas. It is shown that the reactor height affects significantly the energy efficiency of plasma conversion of carbon dioxide. Чисельне моделювання плазмового реактора об’ємного типу для конверсії діоксиду вуглецю з розподіленими напуском і відкачуванням газу виконано в гідродинамічному наближенні шляхом вирішення рівняння Нав’є-Стокса за допомогою математичного пакета COMSOL. Показано, що геометрія напуску і відкачування газу, що визначає траєкторії частинок і час їх перебування в реакторі, може істотно впливати на енергетичну ефективність конверсії. Різні частинки на своєму шляху від входу до виходу рухаються за різними траєкторіями і проводять різні часи всередині реактора. Якщо час перебування газу в реакторі менший оптимального, конверсія газу буде неповною. Якщо цей час більший оптимального, то в уже перетворений газ буде вкладена надмірна кількість енергії. Показано, що висота реактора істотно впливає на енергоефективність плазмового перетворення вуглекислого газу. Численное моделирование плазменного реактора объемного типа для конверсии диоксида углерода с распределенными напуском и откачкой газа выполнено в гидродинамическом приближении путем решения уравнения Навье-Стокса с помощью математического пакета COMSOL. Показано, что геометрия напуска и откачки газа, определяющая траектории частиц и время их пребывания в реакторе, может существенно влиять на энергетическую эффективность конверсии. Различные частицы на своем пути от входа к выходу движутся по разным траекториям и проводят разное время внутри реактора. Если время пребывания газа в реакторе меньше оптимального, конверсия газа будет неполной. Если это время больше оптимального, то в уже преобразованный газ будет вложено чрезмерное количество энергии. Показано, что высота реактора существенно влияет на энергоэффективность плазменного преобразования углекислого газа. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Low temperature plasma and plasma technologies Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion Моделювання газової динаміки в плазмовому реакторі для конверсії вуглекислого газу Моделирование газовой динамики в плазменном реакторе для конверсии углекислого газа Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| spellingShingle |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion Platonov, P.P. Dudin, S.V. Lisovskiy, V.A. Low temperature plasma and plasma technologies |
| title_short |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| title_full |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| title_fullStr |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| title_full_unstemmed |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| title_sort |
simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion |
| author |
Platonov, P.P. Dudin, S.V. Lisovskiy, V.A. |
| author_facet |
Platonov, P.P. Dudin, S.V. Lisovskiy, V.A. |
| topic |
Low temperature plasma and plasma technologies |
| topic_facet |
Low temperature plasma and plasma technologies |
| publishDate |
2021 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Моделювання газової динаміки в плазмовому реакторі для конверсії вуглекислого газу Моделирование газовой динамики в плазменном реакторе для конверсии углекислого газа |
| description |
Numerical simulation of a bulk-type plasma reactor for carbon dioxide conversion with distributed gas injection and pumping has been performed in hydrodynamic approximation by solution of Navier-Stokes equation using the mathematical package COMSOL. It is shown that the geometry of gas injection and pumping, which determines the trajectories of the particles and their residence time in reactor, can significantly affect the energy efficiency of the conversion. Different particles on their way from inlet to pumping hole move along different trajectories and spend different times inside the reactor. If the residence time of the gas in the reactor is less than optimal, the gas conversion will be incomplete. If this time is more than optimal, then an excessive amount of energy will be applied to the already converted gas. It is shown that the reactor height affects significantly the energy efficiency of plasma conversion of carbon dioxide.
Чисельне моделювання плазмового реактора об’ємного типу для конверсії діоксиду вуглецю з розподіленими напуском і відкачуванням газу виконано в гідродинамічному наближенні шляхом вирішення рівняння Нав’є-Стокса за допомогою математичного пакета COMSOL. Показано, що геометрія напуску і відкачування газу, що визначає траєкторії частинок і час їх перебування в реакторі, може істотно впливати на енергетичну ефективність конверсії. Різні частинки на своєму шляху від входу до виходу рухаються за різними траєкторіями і проводять різні часи всередині реактора. Якщо час перебування газу в реакторі менший оптимального, конверсія газу буде неповною. Якщо цей час більший оптимального, то в уже перетворений газ буде вкладена надмірна кількість енергії. Показано, що висота реактора істотно впливає на енергоефективність плазмового перетворення вуглекислого газу.
Численное моделирование плазменного реактора объемного типа для конверсии диоксида углерода с распределенными напуском и откачкой газа выполнено в гидродинамическом приближении путем решения уравнения Навье-Стокса с помощью математического пакета COMSOL. Показано, что геометрия напуска и откачки газа, определяющая траектории частиц и время их пребывания в реакторе, может существенно влиять на энергетическую эффективность конверсии. Различные частицы на своем пути от входа к выходу движутся по разным траекториям и проводят разное время внутри реактора. Если время пребывания газа в реакторе меньше оптимального, конверсия газа будет неполной. Если это время больше оптимального, то в уже преобразованный газ будет вложено чрезмерное количество энергии. Показано, что высота реактора существенно влияет на энергоэффективность плазменного преобразования углекислого газа.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/194772 |
| citation_txt |
Simulation of gas dynamics in plasma reactor for carbon dioxide conversion / P.P. Platonov, S.V. Dudin, V.A. Lisovskiy // Problems of atomic science and tecnology. — 2021. — № 1. — С. 131-135. — Бібліогр.: 13 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT platonovpp simulationofgasdynamicsinplasmareactorforcarbondioxideconversion AT dudinsv simulationofgasdynamicsinplasmareactorforcarbondioxideconversion AT lisovskiyva simulationofgasdynamicsinplasmareactorforcarbondioxideconversion AT platonovpp modelûvannâgazovoídinamíkivplazmovomureaktorídlâkonversíívuglekislogogazu AT dudinsv modelûvannâgazovoídinamíkivplazmovomureaktorídlâkonversíívuglekislogogazu AT lisovskiyva modelûvannâgazovoídinamíkivplazmovomureaktorídlâkonversíívuglekislogogazu AT platonovpp modelirovaniegazovoidinamikivplazmennomreaktoredlâkonversiiuglekislogogaza AT dudinsv modelirovaniegazovoidinamikivplazmennomreaktoredlâkonversiiuglekislogogaza AT lisovskiyva modelirovaniegazovoidinamikivplazmennomreaktoredlâkonversiiuglekislogogaza |
| first_indexed |
2025-12-07T20:39:32Z |
| last_indexed |
2025-12-07T20:39:32Z |
| _version_ |
1850883411564036096 |