A computer model for the regenerative bed

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Abstract

The transient behavior of a packed bed of uniform spheres is considered, where heat (or mass) transfer inside the sphere is described by a linear parabolic second order partial differential equation — the standard diffusivity equation. One dimenisonal plug flow is assumed; hence, the fluid behavior is given by a set of first order partial differential equations, with bed axial position and time as the independent variables. The existence of chemical reaction in the fluid makes these equations non-linear. The two systems of equations describing the solid and the gas are coupled by the equations for heat (or mass) transfer at the surface. Numerical methods for solving both the linear (no reaction) and non-linear (with reaction) cases are presented. In the former, the implicit Crank-Nicholson method is used; in the latter the two systems of equations are first decoupled and then solved separately.

Abstract

On considère le comportement transitoire d'un lit fixe formé de sphères uniformes dans lequel le transfert de chaleur (ou de masse) à l'intérieur de la sphère est représenté par l'équation de diffusivité soit une équation différentielle partielle linéaire parabolique du deuxième ordre. Le comportement du fluide est donné par des équations différentielles partielles du premier ordre dont les variables indépendantes sont le temps et la position axiale du lit. La présence de réaction chimique dans le fluide rend ces équations non-linéaires. Les deux systèmes d'équations décrivant les phases gaz et solide sont complétés par les équations de transfert de chaleur (et de masse) à la surface. On présente des méthodes numériques pour résoudre les équations linéaires et non-linéaires. Dans le premier cas la méthode implicite de Crank-Nicholson est utilisée; dans le deuxième cas les deux systèmes d'équations sont séparés et résolus séparément.

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