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Abstract

A transient analysis of the effects of the heat of reaction in a solid pyrolysis system is presented. Two cases, one characterizing the heat-transfer-controlled reaction and the other self-sustaining reaction, are analyzed. To carry out the numerical simulation, utilization is made of the volume reaction model which takes into account the simultaneous heat and mass transfer phenomena, and the method of line which utilizes the second order centered finite difference scheme for the spatial discretization. Effects of the heat of reaction on the solid conversion, solid reactant, and fluid product concentration profiles, temperature distribution, enthalpy, and average fluid product concentration in the particle are examined. The results are graphically presented and interpreted.

On présente une analyse transitoire de la chaleur de réaction dans un système de pyrolyse de solides. On a étudié deux cas, à savoir la réaction contrǒlée par transfert de chaleur et la réaction auto-entretenue. Pour effectuer la simulation numérique, on a employé le modèle de reaction en volume, qui tient compte des phénomènes de transfert simultané de chaleur et de masse, ainsi que la méthode de ligne qui utilise le système de différence finie, centré et de second ordre, pour la discrétisation spatiale. On a considéré les effets de la chaleur de réaction sur les profils de concentration impliquant la transformation des solides, les réactifs solides et les produits fluides, ainsi que sur la distribution des températures, l'enthalpie et la concentration moyenne des produits fluides dans la particule. On présente les résultats sous forme de graphiques et les interprète.