Two-phase bubble flow and convective mass transfer in water splitting processes

هنگامی که هیدروژن یا اکسیژن از طریق تقسیم آب توسط الکترولیز، چرخه های ترمو شیمیایی یا روش های فوتوکاتالیستی مبتنی بر خورشید تولید می شود، جریان حباب و انتقال بخار به فاز گاز در جریان انتقال فاز اتفاق می افتد. این انتقال بخار ناخواسته نیاز به استفاده از انرژی بیشتری برای جبران نیاز به گرمای تبخیر و نیز تصفیه گاز بعدی در واحد پایین دست دارد. در این مقاله، هر دو مطالعات تجربی و مدل سازی برای بررسی پویایی جریان های حباب و سینتیک انتقال بخار آب، به ویژه در ارتباط با فرایندهای تولید هیدروژن انجام می شود. داده های تجربی با استفاده از سیستم تصویربرداری سایه مبتنی بر لیزر و سیستم نظارت بر بخار در سیستم به دست آمده است. دینامیک حباب و سینتیک انتقال بخار آب با پارامترهای غیرمستقیم شامل قطر، سرعت و مسیر حباب مدل سازی می شوند تا میزان انتقال بخار آب را می توان تحت شرایط عملیاتی مختلف برای روش های مختلف تولید هیدروژن اندازه گیری کرد. همچنین یک مدل پیش بینی شده برای شبیه سازی فرایندهای فیزیکی حمل و نقل حباب در ستون مایع عمودی توسعه داده شده است، همانطور که در فرآیندهای تقسیم آب مانند تولید اکسیژن در چرخه مسی و کلر حرارتی و نیز تولید هیدروژن در فرآیندهای الکترولیتی و فوتوکاتالیستی رخ می دهد .