Numerical Modelling of Sonicated, Continuous Transesterification and Evaluation of Reaction Kinetics for Optimizing Biodiesel Reactor Design
Notice bibliographique
Résumé
Biodiesel is an alternative and sustainable fuel that can reduce the dependence on fossil diesel. This commodity has not only been promoted in the developed world but also in Indonesia, Brazil and several developing counties. In a general procedure it is a product of a transesterification reaction of vegetable oils or waste cooking oils with an alcohol, in the presence of an acidic or basic catalyst. It is a slow reaction which is conventionally carried out in a mechanically stirred batch process. An advanced method to achieve high yield quality in less time is sonication of the reaction in an integrated continuous process. Sonication causes micro-cavitation in the reactant mixture. The cavitation bubbles can have an internal pressure and temperature as high as 1000 atm and 5000K, respectively. Violent collapse of these bubbles causes tremendous increase in mass transfer, thereby enhancing the reaction rates [1]. To optimize the design of the reactor, high fidelity modeling assisted design is pursued. This enables the effective integration of the reactant transport and the sonication effect in a coupled acoustic, reactive multiple-specie flow. In this work, a cylindrical reactor is considered in which reactant mixture will be circulated and sonicated by a sonotrode type ultrasound equipment. To simulate the sonication effect the linear, time independent wave equation is solved for the fluid domain, which provides us with the acoustic pressure variation in the fluid. To account for the attenuation of the wave due to cavitation bubbles the modified wave number is used. To account for the chemical reactions, laminar reacting flow is assumed for the reactant mixture for which the Navier-Stokes equations and transport equation for dilute species is solved for the fluid. A logical reaction rate coupling model, which is dependent on the acoustic pressure and flow velocity, is used to evaluate the kinetics of the reaction, which are to be used as a judging factor for the reactor design [2].
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».