Mô phỏng và tối ưu hoạt động của thiết bị lưu trữ khí hydro sử dụng lani5

I H C QU C GIA TP.HCM I H C BÁCH KHOA NGUY I LONG MÔ PH NG VÀ T C A THI T B NG HYDRO S Chuyên ngành: K thu t Hóa d u Mã s : 605355 LU TP H CHÍ MINH, tháng 08 D NG LaNi5 C HOÀN THÀNH T I i h c Bách Khoa Cán b HCM ng d n khoa h c : TS H Xuân Th nh Cán b ch m nh n xét : TS Hoàng Ng c Hà Cán b ch m nh n xét : PGS TS Nguy Lu c b o v t TP.HCM vào ngày 16 tháng 08 i h 14 Thành ph n H Th GS TSKH Ph m Quang D - Ch t ch H m: ng TS Hoàng Ng c Hà - y viên, Cán b Ph n bi n PGS TS Nguy - y viên, Cán b Ph n bi n PGS TS Ngô M nh Th ng - y viên TS Ph m H M Xác nh n c a Ch t ch H chuyên ngành sau lu CH T CH H NG ng Khoa qu n lý c s a ch a (n u có) NG KHOA K THU T HĨA H C I H C QU C GIA TP.HCM C NG HÒA XÃ H I CH I H C BÁCH KHOA T NAM c l p T H nh phúc - - NHI M V LU H tên h c viên: NGUY I LONG MSHV: 11406044 25/03/1988 Chí Minh Chuyên ngành: K thu t Hóa d u Mã s : 605355 TÀI: Mơ ph ng t ng c a thi t b NHI M V VÀ N I DUNG: - Xây d ng mơ hình mơ ph ng thi t b - b ng ph n m L p trình mã ngu khí Hydro s d ng LaNi5 tr khí Hydro s d ng v t li u LaNi5 ng l c h t; ; ng thông s v ; - L a ch n b thông s v n hành t II NGÀY GIAO NHI M V : III NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : IV CÁN B NG D N: TS H Xuân Th nh CÁN B NG D N (H tên ch ký) i h c Bách Khoa Tp.HCM CH NHI M B (H tên ch ký) H Xuân Th nh NG KHOA ((H tên ch ký) O L c h t, xin bày t lòng bi Ti Xuân Th hi n lu c nh t n tình ch b n Th ng d n c a ng d n su t trình th c i dung nghiên c tài c n thi t ph i tìm hi u, v n d ng nhi u m ng ki n th n thân b ti p c n Trong nh nh yv ng gi i quy ng viên, tơi hồn thành lu u ng d n g i m t l n n a, b ng t t c s kính tr ng, tơi xin chân thành tri ân Th y H Xuân Th nh Trong su t th i gian th c hi n chu n b b o v Lu c r t nhi u s h tr t Th y Cô b môn Ch bi n D c bi t Th y Nguy ng d n cách th c th c hi n th t c c n thi t tơi có th hồn thành Lu T n Nam Thanh ng phịng Mơ ph ng Cơng ngh - Trung tâm Nghiên c u Phát tri n Ch bi n D l u tiên cho v góp vào vi p trình m t y u t vô quan tr tài nghiên c u Cu i cùng, tơi xin dành tình c m t i b n thân c a S t qua nh t nh ng ki n th c, p nh n nh ng viên, an i, khích l t h ng l t trình th c hi n lu Tp H Chí Minh, tháng 08 Tác gi Nguy i Long ABSTRACT In the context of the fact that fossil energy has been exhausting rapidly and the concern over the environmental issues, Hydrogen energy is considered as an effective solution for dealing with both mentioned problems However, Hydrogen has been mainly used as a raw material for some petrochemical processes until now One of the major technical barrier to use Hydrogen as fuel is an effective Hydrogen storage There are some ways to store Hydrogen such as: liquefaction, compression, adsorption and absorption Each of such methods is compatible with a specific application For onboard purpose, the absorption seems to be a promising way, which has ability to store a considerable amount of Hydrogen at the ambient condition This method uses some metals as an absorbent to react with Hydrogen to form metal hydride In general, such reaction includes many sub-processes such as: transfering heat between hydride and cooling fluid, gas solid based mass transfer, reaction between Hydrogen and metal, etc., which could be strongly influenced by the design of reactor and operating conditions Therefore, investigating the behaviour of reactor with varying operation parameters plays an important role in evaluating effects of working conditions on the process rate Besides, it could be used to choose the appropriate working conditions for this reactor That is the main purpose of this Thesis TÓM T T LU Trong b i c nh ngu ng hóa th n ki n v b ov ng i pháp cho c hai v n k n nay, Hydro ph n l n v n ch cs d t lo i nguyên li u cho trình hóa h c ch bi n d u khí R o c n k thu t l n nh t mu n áp d ng công ngh s d ng Hydro nhiên li u vi c t n tr khí Hydro m t cách hi u qu Hi n nay, có nhi t n tr h p ph h p th ng, nén áp su t cao, s phù h p v i t ng ng d thù V i ph m vi áp d nt Hydro b ng v t li u h p th th ng có th v n hành c kh u ki l n, h ng Tuy nhiên, trình x y thi t b bao g m s truy n nhi t, truy n kh i, ph n ng hóa h c r t ph c t p b b i thông s thi t k - v n hành c nghiên c u mô ph ng ho ng nhi u ng thu n ngh ch i theo th i gian c a h th ng thi t b r t quan tr ng, giúp ích cho vi c ng c a thông s thi t k /v n hành lên t ch n thông s t th ng c tiêu nghiên c u c a lu l a L n i dung nghiên c u thu c lu ab n thân tơi Tồn b cơng vi c xây d ng mơ hình l p trình mã ngu u b n thân th c hi n Tôi xin hoàn toàn ch u trách nhi m v nghiên c u c a Tp.H Chí Minh, tháng 08 H c viên Nguy i Long i iii iv .7 10 10 11 12 13 14 15 17 28 28 32 34 35 35 Trang i 36 37 FLUENT 14.0 38 38 38 38 41 41 lý cho mơ hình 43 52 52 52 52 59 73 74 76 78 Trang ii D - [1] 11 - [2] 12 - [3] 15 - [2,4] 16 - [4] 32 - 43 - .44 - 44 50 - .74 - 75 Trang iii real P_eq; real cond; int curr_N_timestep; real curr_timestep_size; real x_t; real delta_m; real delta_x; real P_g = C_P(c,t); = C_T(c,t); P_eq = pow(10,5)*exp((delta_S/R_u)-(delta_H/(R_u*tp))); cond = P_g/P_eq; curr_N_timestep = CURRENT_TIME; curr_timestep_size = CURRENT_TIMESTEP; delta_m = 0.0; if(cond < 1.0) { x_t = 1.0 - exp((-1)*(-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*CURRENT_TIME); if(CURRENT_TIME > 0) { delta_x = (-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*((x_t - x_f)/(x_i - x_f))* curr_timestep_size; delta_m = (delta_rho)*(1-por)*(-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*((x_t - x_f)/ (x_i - x_f)); dS[eqn] = (delta_rho)*(1-por)*(-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*(1/(x_i x_f)); } else { delta_m = 0.0; dS[eqn] = 0.0; } } else { delta_m = 0.0; dS[eqn] = 0.0; return (delta_m); } DEFINE_SOURCE(heat_sink,c,t,dS,eqn) { real delta_heat; real tp; real P_eq; real cond; Trang 82 int curr_N_timestep; real curr_timestep_size; real x_t; real delta_m; real delta_x; real P_g = C_P(c,t); = C_T(c,t); P_eq = pow(10,5)*exp((delta_S/R_u)-(delta_H/(R_u*tp))); cond = P_g/P_eq; curr_N_timestep = CURRENT_TIME; curr_timestep_size = CURRENT_TIMESTEP; delta_m = 0.0; delta_heat = 0.0; if(cond < 1.0) { x_t = 1.0 - exp((-1)*k_a*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*CURRENT_TIME); if(CURRENT_TIME > 0) { delta_x = (-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*((x_t - x_f)/(x_i - x_f))* curr_timestep_size; delta_m = (delta_rho)*(1-por)*(-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*((x_t - x_f)/ (x_i - x_f)); dS[eqn] = (delta_rho)*(1-por)*(-k_a)*exp(-E_a/(R_u*tp))*(log(cond))*(1/(x_i x_f)); } else { delta_m = 0.0; dS[eqn] = 0.0; } } else { dS[eqn] = 0.0; } delta_heat = (1000.0* delta _H/M_g)*(delta_m); C_UDMI(c,t,2) = delta_heat; return (-delta_heat); } STT Tên x_i - Trang 83 5 C_UDMI(c,t) - Trang 85 x_f - rho_m Cp_m kg/m3 J/kg.K K_m por M_m W/m.K kg/kgmol rho_ss kg/m3 rho_s kg/m3 10 delta_rho kg/m3 11 12 13 E_a delta_H delta_S J/mol J/mol J/mol.K 14 15 16 17 18 19 K_g C_g rho_g M_g R_u k_a W/m.K J/kg.K kg/m3 J/mol.K s-1 20 21 Peq K Pa 22 cond - 23 delta_x - 24 delta_m Kg/m3 5 STT Hàm C_T(c,t) C_P(c,t) CURRENT_TIME CURRENT_TIME_STEP 5 lúc bão hòa Hydro LaNi5 cell K Pa s s Trang 84 TÀI LI U THAM KH O [1] Labtech Int.ltd., Hydrogen Storage Containers on the Base of LaNi5-type Metal Hydrides [2] Michael Hirscher, Handbook of Hydrogen Storage: New Materials for Future Energy Storage Willey VCH, 2007 [3] Gavin Walker, Solid state Hydrogen storage Materials and Chemistry Woodhead Publishing and Maney Publishing, Washington DC, 2008 [4] Thomas Forde, Theoretical and Experimental Studies of Metal Hydride Storage Units , PhD dissertation, Norwegian University of Science and Technology, Norway, 2007 [5] A Jemni and S Ben Nasrallah Study of two-dimensional heat and mass transfer during absorption in metal hydride reactor International journal of Hydrogen Energy, 1995 [6] A Jemni and S Ben Nasrallah Study of two-dimensional heat and mass transfer during desorption in metal hydride reactor International journal of Hydrogen Energy, 1995 [7] P Muthukumar, S Venkata Ramana Numerical simulation of coupled heat and mass transfer in metal hydride-based hydrogen storage reactor Journal of Alloys and Compounds 472, 2009 [8] Jincheng Ma, Yuqi Wang, Shaofei Shi, Fusheng Yang, Zewei Bao, Zaoxiao Zhang, multi-tubular metal hydride tank International journal of Hydrogen Energy, 2013 [9] YunWang, Xavier Cordobes Adroher, Jixin Chen, Xiao Guang Yang, Ted Miller, Three-dimensional modeling of hydrogen sorption in metal hydride hydrogen storage beds International journal of Hydrogen Energy, 2009 [10] Martin Dornheim, Thermodynamics of Metal Hydrides: Tailoring Reaction Enthalpies of Hydrogen Storage Materials Institute of Materials Research, Germany [11] Karl J.Gross, K.Russell Carrington, Steven Barcelo, Abhi Karkamkar, Justin Purewal, Shengqian Ma, Hong Cai Zhou, Pierre Dantzer, Kevin Ott, Tony Burrell and Troy Semeslbeger, Yevheniy Pivak, Bernard Dam, Dhanesh Chandra, Recommended best practises for the characterization of storage properties of hydrogen storage materials National Renewable Energy Laboratory, 2012 [12] P Muthukumar, A Satheesh, U Madhavakrishna, Anupam Dewan, Numerical investigation of coupled heat and mass transfer during desorption of hydrogen in metal hydride beds Energy Conversion and Management 50, 2009 [13] Ibrahim Sezai Department of Mechanical Engineering, Eastern Mediterranean University, 2010 [14] Wojciech Sobieski, Examples of using the finite volume method for modeling fluid-solid systems Technical sciences, 2010 [15] Xiangyu Meng, Zhen Wu, Zewei Bao, Fusheng Yang, Zaoxiao Zhang, Performance simulation and experimental confirmation of a mini-channel metal hydrides reactor International journal of Hydrogen Energy, 2013 [16] Michael Ball and Martin Wietchel, The Hydrogen Economy Opportunities and Challenges Cambridge University Press, 2009 [17] Ram B.Gupta, Hydrogen fuel: Production, Transportation and Stoarge CRC Press, 2009 [18] Karelle Couturier, Farida Joppich, Antje Wörner, Rainer Tamme, Tank design for on-board hydrogen storage in metal hydrides Energy Sustainability, 2008 [19] A Demircan, M Demiralp, Y Kaplan, M.D.Mat, T.N.Veziroglu Experimental and theoretical analysis of hydrogen absorption in LaNi5 H2 reactors International journal of Hydrogen Energy, 2005 [20] Maha Bhouri, Jacques Goyette, Bruce J Hardy, Donald L Anton, Numerical modeling and performance evaluation of multi-tubular sodium alanate hydride finned reactor International journal of Hydrogen Energy, 2011 LÝ L CH TRÍCH NGANG H tên: NGUY I LONG Chí Minh a ch liên l c: 20/13 Nguy n Thi n Thu ng 24, Qu n Bình Th nh o T 2006 2011: sinh viên ngành Công ngh Ch bi n D u khí, khoa K Thu t Hóa H c, i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh T 2011 2014: h c viên Cao h c ngành K thu t Hóa d u, khoa K Thu t Hóa H c, i h c Bách Khoa Tp.H Chí Minh Q trình công tác T 2011 2014: chuyên viên nghiên c u Phát tri n Ch bi n D u khí (PVPro) P Công ngh L c d u, Trung tâm Nghiên c u i h c Bách khoa i h c Qu c gia Tp HCM Khoa K thu t Hố h c, B mơn Ch bi n D u khí ng Ki t, Qu n 10, Tp HCM - CS CHUN NGÀNH: K THU T HỐ D U THƠNG TIN CHUNG Tên lu : MÔ PH NG VÀ T HO S NG C A THI T B D NG LaNi5 KHÍ HYDRO H c viên: NGUY I LONG Mã s h c viên: 11406044 công tác: Trung tâm Nghiên c u Phát tri n Ch bi n D u khí (PVPro) Vi n D u khí Vi t Nam Cán b ng d n: công tác: TS H Xuân Th nh i h c Bách Khoa Tp H Chí Minh m th c hi n lu i h c Bách khoa Tp.H Chí Minh Các thi t b c n thi th c hi n lu Ph n m m mô ph ng ANSYS Fluent 14.0 THÔNG TIN CHI TI T M C TIÊU LU Nghiên c u xây d ng mơ hình mơ ph ng ho ng c a thi t b khí Hydro s d ng h p kim LaNi5 nh p th Hydro theo th i gian T a ch n thông s v n hành/thi t k phù h p nh m c c ti u th i gian n p khí Hydro mơ hình thi t b ng K t qu c ch t o ch y th nghi m thi t b Hydro th c t n ti p theo T NG QUAN Khí Hydro khí Hydro Trong vài th p k tr l n nhiên li u hóa th ch c n ki t, nhiên li u Hydro d t gi ng th i cho c v ng ô nhi m ng Tuy nhiên, m t tr ng i l n n Hydro v c s d ng r v t n tr Hydro Vì khí hydro có t tr ng nh nên gây nhi vi c t n tr tích t n tr l u k d ng khí nén (hightr d ng l d ng h p ph v tr d ng h p th hóa h c (chemically bound hydrogen) + d ng g p nh n áp su c ch a bình + + + thép ch u áp i v i ng d ng nén Hydro s d ng áp su t ng kho ng 350 700 bar mc a c nguy hi m cao s d t n tr cm ng khí Hydro l n c n ph i có nh c r t l n, tính kh thi không cao dùng n v n chuy n; d ng l ng: n ph i có nhi r t th trì Hydro d ng l ng T i áp su ng, Hydro sôi nhi 20K (-253oC) nên n u mu n t n tr Hydro l ng c n ph i có m t h th ng làm l nh kèm theo Vì lý tiêu t n r t nhi hông hi u qu tri n khai th c t ; d ng h p ph v ng v i nhi u khí khác, khí Hydro có kh h p ph b m t v t li u r n nh l c liên k ng liên k t c a d ng liên k t v t lý nh (4 10 kJ/mol n ph i trì nhi th phân t c liên k t Van der ng, nhi ph i trì kho ng 77-80K nh Nit l ng Tuy nhiên, trình h p ph Hydro lên b m t v t li u trình t a nhi c n ph i b sung ng nh m trì nhi i 80K m y uc d ng h p th hóa h c: d ng v t li u kim lo i ho c h p kim có kh n ng thu n ngh ch v i khí Hydro theo ph n ng sau: M + x/2H2 x m t kim lo i ho c h p kim, MHx nhi t t o thành c a ph n ng Ph n ây ph n ng thu n ngh ch Chi u thu n c a ph n ng (t o thành hydride) trình t a nhi t chi u ngh ch (gi i phóng Hydro) trình thu nhi mu i ta ch c n h nhi ho t h th c l i trình h p th Hydro b ng kim lo i/h i t t M) có th tóm t u tiên, phân t Hydro khu n g n b m t M liên k t v i M b ng l c Van der Waals t o thành d ng h p ph v t lý v i M v ng liên k t kho ng kJ/mol H2 Ti p theo, Hydro b phân ly thành nguyên t liên k t v i các nguyên t M ng liên k t hóa h c gi a nguyên t Hydro nguyên t kim lo i/h p kim M, n ng liên k t kho ng 20 150 kJ/mol H2 Sau H s khu ch tán vào lòng kh i kim lo i/h p kim t o thành pha Cu i cùng, nguyên t Hydro ti p t c u vào lòng kh i kim lo i/h p kim t n ti p gi a hai pha [6] Hình S Tồn b q trình h p th khí Hydro b ng M b ng th i b i áp su t Hydro cân b ng nhi ng có m i quan h m t thi t c th hi Khi bi u di ng lnP 1/T h tr c t entropy không l n kho ng nhi c gi v i gi thi t bi n thiên Hình Bi n thiên lnP theo nhi mc ng (lnP 1/T) d dài ph thu c vào b n ch t kh i kim lo i/h p kim M Có nhi u lo i v t li u có kh ng h p kim gi a hai kim lo i A B (ký hi u ABz) v i hai kim lo ng kim lo i chuy n ti p z n m kho ng (1-5) tùy thu c vào h p kim M t s lo ng g p có th k n là: AB5 (LaNi5, CaNi5), AB2 (ZrMn2, ZrV2 M ts ng 1/T) c a m t vài lo i h c bi u di n hình sau: Hình Gi lnP 1/T c a m t vài lo i h p kim i tiêu chí l a ch n lo i h p kim có kho ng áp su t nhi làm vi c i th p h p kim LaNi5 lo i v t li u có th th a mãn tiêu chí nêu Ngồi ra, nh ng nghiên c nhi m c a h p kim LaNi5 là: t h p th gi i h p nhanh, kh ng Hydro h p th m v th m vi nghiên c u s l a ch n v t li u LaNi5 v t li u h p th cho mơ hình thi t b h p th Hydro ng l c h t ph n m m ng d ng ANSYS Fluent 14.0 ng l c h t (Computational Fluid Dynamics CFD) ngành khoa h c s d gi i quy t v t, truy n nhi t truy n kh i, ph n ng hóa h c mô t b án h c Hi n có nhi u gi i tốn uh pháp ph n t h u h tích ki tích ki ng ti p c c s d ng r ng rãi Ph n m m ANSYS Fluent i quy ng l c h td ANSYS Fluent m t ph n m m ng d ng lý thuy t CFD v i nh ng kh m t cách r c tính v t lý cho mơ hình dịng ch y ch , trao i nhi t ph n ng Nó c áp d ng nhi u ngành công nghi công nghi p hàng không, hàng h i, hóa h c, d mv n c a ph n m m Fluent mơ ph ng q trình v t lý hóa h n s chuy ng c t T nh ng k t qu mô ph ng thu i ta có th t t k , thơng s v nâng cao hi u qu c a ng th i, ph n m m cịn cơng c c l c nh m d báo nh ng tr ng thái ng x c a u ki n bên Vi c ti n hành gi i quy t toán b ng ph n m c sau: + Nh n d ng v c n gi i quy t nh m c tiêu c c( s ng kh ng v nt ng nhi nh gi i h n c a mơ hình mơ ph ng + Xây d ng mơ hình mơ ph ng ++ Thi t l p mơ hình hình h c i mơ hình hình h ng ++ Cung c p thơng s cho mơ hình: tính ch t, mơ hình dịng ch y u ki u ki n h i t + Mô ph ng, xu t k t qu + Phân tích, ki m tra k t qu mơ ph ng M t s nghiên c u liên quan ng nghiên c u: H th ng thi t b q trình khí Hydro b ng Metal Hydride c bi t ngu ng thay th lâu Tuy nhiên, v n t n tr Hydro hi n v n nh t vi c ti n khí Hydro b c quan tâm b i tính kh thi c a áp d u nghiên c u th gi i v kh p thu Hydro c a Metal hydride: u s truy n nhi t truy n kh i chi u trình h p th Hydro c a thi t b s d ng LaNi5 Nghiên c u a trình truy n nhi t truy n kh i hai chi n hành mô ph ng b nh m mô t s bi i theo th i gian không gian c a nhi , áp su t kh i l ng riêng c a kh i metal hydride.[1] Hình Mơ hình thi t b ph n ng c a A Jemni S Ben Nasrallah Th tích c a thi t b ph n ng 2356,6 cm3 c làm mát b ng dung d ch có nhi n nh 313K Áp su t nhi u vào c a dòng Hydro 10 Pa 290K Thi t b ph n ng y h p kim LaNi5 có nhi t i th u 290K K t qu mô ph ng ghi nh n s i nhi , kh ng riêng chênh l ch gi a áp su t thi t b áp su u vào theo không gian t i nh ng th nh u lý thuy t th c nghi m trình h p th Hydro b ng LaNi5 hai d ng thi t b ph n ng khác (d ng tr d ng xylanh) t l p mô hình tốn gi i b cho c hai d ng thi t b thu ng nhi t i nh ng th i m khác nh ng v trí khác S li u mơ ph ng c so sánh v i s li u th c nghi [2] Hình H th ng thí nghi m c a Y.Caplan, M.Demiralp T.N.Vegiroglu H th ng thí nghi d ng h p kim LaNi5 v i d i áp su t Hydro i 6, 10 bar S i nhi thi t b c ghi nh n t i v trí 15, 30, 45, 60, 75 mm k t nh thi t b K t qu th c nghi c th c hi n 5000 giây c so sánh v i k t qu mô ph nh n th y s thi t b ph n ng r t nh y v i áp su u vào trình hydrua hóa b chi ph i nhi u b i trình làm mát n hành nghiên c u ng c a thông s v t u vào c a Hydro, nhi dung d ch làm mát, h s truy n nhi t b dày l p MH lên t q trình, cơng su t h p th Hydro Mơ hình thi t b Hydro c c th hi Hình Mơ hình thi t b Hydro c a P.Muthukumar, U.Madhavakrishna Anupam Dewan c hi n mô ph ng h th khí Hydro dùng MmNi4.6Al0.4 b ng ph n m m Ansys Fluent 6.1.22 u ki n v n hành khác nhau: áp su u vào c a khí Hydro kho ng - 35 bar, nhi dung d ch làm mát kho ng 288 298K, h s truy n nhi t kho ng 750 1250 W/m2K K t qu cho th y s h p th Hydro ph thu c r t nhi u vào trình truy n nhi t D a k t qu mơ ph ng, nhóm nghiên c xu t m t ng v t li u MmNi4.6Al0.4 (kho ng 13,1 kgH2/kg v t li u) mơ hình thi t b i áp su u vào 35 bar nhi dung d ch làm mát 298K.[3] Nhóm nghiên c u c a Karelle Couturier c ng s hi t l p mơ hình mơ ph ng trình h p th - gi i h p Hydro thi t b d ng tr y h p kim LaNi5 D a vào k t qu mô ph ng, nhóm nghiên c ng c a y u t ng h c ph n ng, h s d n nhi t hi u d ng, truy n v ng Hydro h p th c phút T n hành c i ti n mơ hình thi t b b ng cách thêm vào h p kim m t nhi u ng truy n nhi t d t làm mát lòng thi t b v i m h c i thi n th i gian n p Hydro cho thi t b K t qu cho th y, tùy thu ng nhôm s ng ng truy n nhi t thêm vào mà th i gian n p Hydro gi m t 400 phút xu ng cịn vài ch c phút.[4] n có nhi u nghiên c khí Hydro b ng v t li u h p kim Tuy nhiên, ph n l n nghiên c y u t p trung vào vi c thi t l p mơ t tốn h c c Hydro mơ ph ng mơ hình thi t b kích c phịng thí nghi m i mong mu n tri n khai vi c ch t o th nghi m thi t b Hydro c th c t , nghiên c u t p trung vào vi c xây d ng mơ hình mơ ph ng ho ng c a thi t b khí Hydro s d ng v t li u r c nghiên c u ng d ng kh u cho trình s n xu t th nghi m N I DUNG NGHIÊN C U - Mô ph ng thi t b khí Hydro dùng h p kim LaNi5, kh o sát kh p th /gi i h p Hydro theo th i gian; ng thông s v n hành/thi t k lên th i gian n p khí Hydro vào mơ hình thi t b T a ch n b thông s t i gian n p Hydro C HI N Mô ph ng thi t b Hydro - Tìm hi u trình h p th Hydro b ng LaNi5: nhi ng h c - ng h c q trình, thơng s v t lý ng lên trình h p th - gi i h p; - T ngu n tài li u tham kh o ng Hydro c n thi thi t b T a vào thơng s hóa lý c a v t li u h p th c kh ng v t li u c n thi c thi t b ; - Ti n hành xây d ng mơ hình mơ ph ng ho ng c a thi t b gi i b pháp s nh ng Hydro h p th /gi i h p theo th i gian; ng T thông s v n hành/thi t k - Xác nh hàm m c tiêu: t th i gian n p Hydro vào mô hình thi t b ; - T trình h p th Hydro ph thu c vào nhi u y u t : nhi , áp su t Hydro, kh ng riêng kh i hydride x p c a v t li a ch n m t vài thông s làm bi n v nh kho ng bi n thiên bi n; - Ti n hành mô ph a ch n k t qu phù h p 10 K T QU D KI N - Mơ hình mơ ph ng ho ng c a thi t b Hydro dùng h p kim LaNi5; - Báo cáo ng c a thông s thi t k /v n hành lên q Hydro T thông s thi t k /v n hành t 11 K ho ch th c hi n (1) B tài: 01/07/2013 (2) T ng quan: 01/07/2013 01/08/2013 (3) Xây d ng mơ hình thi t b Hydro: 10/07/2013 20/07/2013 (4) Mô ph thông s th ng thi t b ng: 20/07/2013 25/08/2013 (5) Xây d ng gi i quy t toán t : 25/08/2013 01/10/2013 (6) t qu : 01/10/2013 01/11/2013 (7) Vi t trình bày lu 01/09/2013 05/11/2013 Hydro h 12 Tài li u tham kh o [1] A.Jemni S.Ben Nasrallah, Study of two-dimensional heat and mass transfer during absorption in a metal-hydrogen reactor International Journal of Hydrogen Energy, Volume 20, Issue 11, November 1995, Pages 43-52 [2] Y.Caplan, M.Demiralp T.N.Vegiroglu, Experimental and theoretical study of metalhydride reactors N Sammes et al (eds.), Full Cell Technologies: State and Perspectives, 211222, 2005 [3] P.Muthukumar, U.Madhavakrishna Anupam Dewan, Parametric studies on a metal hydride based hydrogen storage device International Journal of Hydrogen Energy 32 (2007) 4988 4997 [4] Karelle Couturier, Farida Joppich, Antje Worner va Rainer Jamme, Tank design for onboard hydrogen storage in metal hydrides Proceedings of ES2008 Energy Sustainability 2008, August 10-14, 2008, Jacksonville, Florida USA [5] Gavin Walker, Solid state hydrogen storage Materials and chemistry Woodhead Publishing Limited, 2008 [6] Martin Dornheim, Thermodynamics of Metal Hydrides:Tailoring Reaction Enthalpies of Hydrogen Storage Materials, Institute of Materials Research, Department of Nanotechnology, Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Germany [6] http://www.hydrogen.energy.gov/ [7] http://labtech.solo.bg/ Tp HCM, ngày 31 tháng Xác nh n c a Cán b ng d n (chính) H c viên cao h c ký tên Nguy TS H Xuân Th nh 2013 i Long ... ph ng t ng c a thi t b NHI M V VÀ N I DUNG: - Xây d ng mơ hình mơ ph ng thi t b - b ng ph n m L p trình mã ngu khí Hydro s d ng LaNi5 tr khí Hydro s d ng v t li u LaNi5 ng l c h t; ; ng thông s... thi u phát th i khí gây hi u - ng nhà kính nhi ng ro 125 km/kgHydro) [1 kính 5m [1 II.2 Hydro nén (highlý (physically bound hydrogen) bound hydrogen) II-1 [1] g/mol kJ/g g/l g/l Hydro 2,016 120... v n k n nay, Hydro ph n l n v n ch cs d t lo i nguyên li u cho trình hóa h c ch bi n d u khí R o c n k thu t l n nh t mu n áp d ng công ngh s d ng Hydro nhiên li u vi c t n tr khí Hydro m t cách