Experimental study of heat and mass transfer in CO2 frost formation on a cryogenic cylinder
Notice bibliographique
Résumé
• An experimental setup has been designed to measure CO 2 frost thickness and mass deposition rates. • Frost porosity increases as both the Reynolds and Grashof numbers increase. • Frost density and thermal conductivity have an inverse dependence on Re and Gr. • An empirical relationship has been proposed to relate frost density to the Re, Gr and time. Cryogenic carbon capture (CCC) is one of the fastest-growing technologies for CO 2 emissions reduction. The fundamental basis of the technology is the ability of CO 2 to desublimate (gas to solid phase change) at temperatures and pressures below its triple point (-56.6°C, 5.1 atm). This allows for selective CO 2 separation from industrial gas streams in processes like natural gas sweetening and flue gas CO 2 stripping. The properties of CO 2 frost accumulated on surfaces in the CCC process are understudied. Most previous studies have focused on water frost, especially on aircraft wings. While correlations derived from water frost provide valuable insights, they are not fully representative of CO₂ frost behavior. This study focuses on the experimental investigation of the impact of Reynolds (Re) and Grashof (Gr) numbers on the properties of CO 2 frosts accumulated on a cylindrical cryogenic surface. A simulated flue gas composed of N 2 and CO 2 with a CO 2 concentration of 17% was used in all experiments. Our analysis reveals the significant influence of Reynolds (Re) and Grashof (Gr) numbers on frost deposition rate, thickness evolution, effective thermal conductivity, and void fraction. Increasing the Re leads to lower CO 2 mass accumulated but higher frost thickness. The findings further show that frost thickness is not representative of the mass of frost accumulated with time, as is usually assumed in 1D-simulation cases. Increasing the Grashof number reduces the frost with time. The findings provide valuable insights into the coupled heat and mass transfer mechanisms governing frost growth during CO₂ desublimation.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».