Erzeugung von Wasserstoff mittels katalytischer Partialoxidation ...

Oberfläche ausgerichtet ist und die axiale Diffusion gegenüber der konvektiven Strömung
vernachlässigt werden kann. Aus den beiden oben genannten Vereinfachungen folgen die
stationären, zylindersymmetrischen BOUNDARY-LAYER-Gleichungen.
Kontinuitätsgleichung (Massenerhaltung):
∂
∂z ρu + 1 ∂
r ∂r
rρν = 0 (4.15)
Spezies-Massenerhaltungsgleichung:
∂
∂z ρuY k + 1 ∂
r ∂r rρνY k = − 1 ∂
r ∂r rj k,r + M k ω k (4.16)
Impulserhaltungsgleichung:
∂
∂z ρuu + 1 ∂
r ∂r
∂p
rρνu = −
∂z + 1 ∂
r ∂r
ηr
∂u
∂r + ρg z (4.17)
Energieerhaltungsgleichung:
∂
∂z ρu + 1 ∂
r ∂r
∂p
rρν = u
∂z − 1 ∂
r ∂r (rq r) (4.18)
4.4 Kopplung von Strömung und
Oberflächenreaktionen
Die Konzentration der Reaktanten und Produkte auf der Oberfläche sind über die Adsorptionsund
Desorptionsgleichgewichte mit den Gasphasenkonzentrationen verknüpft. Diese
unterliegen ihrerseits Veränderungen aufgrund von chemischen Gasphasenreaktionen und
Transportprozessen. Folglich werden, in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen wie
Temperatur, Druck, Konzentration oder der Strömungsverhältnisse, verschiedene
Teilprozesse wie der Massetransport oder die Reaktionskinetik für das globale
Reaktionssystem geschwindigkeitsbestimmend. Um ein quantitatives Verständnis heterogener
Reaktionssysteme zu erreichen, ist es erforderlich, die ablaufenden Teilprozesse miteinander
zu koppeln und durch detaillierte Modelle zu beschreiben. Die Kopplung der chemischen
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