Bestimmung von Gleichungen zur Berechnung der Geschwindigkeiten heterogener Reaktionen von porösen Kokspartikeln mit unterschiedlichen Reaktanden

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Mit Hilfe mathematischer Modellierung und numerischer Simulation sollen die physikalisch-chemischen Vorgänge, d.h. homogene und heterogene Reaktionen sowie Transportvorgänge, in der Gasgrenzschicht und im Innern des porösen Partikels beim Koksabbrand untersucht werden. Hiermit soll der Einfluß wichtiger Parameter wie der Gesamtdruck, die Zusammensetzung der umgebenden Gasphase (mit O2, CO2, H2O als Reaktionspartner), die Temperatur, die Größe und Porosität der Kokspartikel usw. auf die Koksabbrandgeschwindigkeit und die Reaktionsprodukte der heterogenen Reaktion untersucht werden. Basierend auf diesen fundamentalen Untersuchungen sollen einfache, jedoch physikalischchemische fundierte reaktionskinetische Ansätze entwickelt werden, die eine genauere Beschreibung des Gesamtvorganges in einem weiten Anwendungsbereich erlauben. Mit Hilfe von experimentell bestimmten Koksabbrandgeschwindigkeiten können die Konstanten in den entwickelten kinetischen Gleichungen bestimmt werden und somit ein Modell zur Berechnung der Abbrandgeschwindigkeit von Kokspartikeln bereitgestellt werden. Abschließend wird das entwickelte Modell in das am IVD entwickelte Programmpaket AIOLOS, das zur 3D-Simulation turbulenter reaktiver Strömungen dient, implementiert werden.