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• W2021670419 abstract "The influence of combined forced and free convection on the isothermal diffusion of reactants and products with arbitrary-order heterogeneous and homogeneous reactions in a rectangular laminar flow reactor is analyzed. The free convective motion, which is superimposed upon the main axial flow, arises from a transverse density gradient induced by the release of reaction products at the channel wall and in the flowing fluid. A numerical stream function-vorticity method is employed to solve the three-dimensional conservation equations in the case of large Schmidt number. The effects of Rayleigh number for mass transfer, reaction rate parameters, reaction orders, diffusivity ratio, and stoichiometric coefficient ratio upon the system performance are examined. Illustrations are performed to approximate parallel plates using a rectangular duct with small aspect ratios. The analysis may also be applicable to the analogous heat transfer phenomena for the nonisothermal reaction systems with buoyancy effects induced by the releases of both products and heat of reactions. Additional parameters, namely, Rayleigh number for heat transfer, Lewis number, and reaction heat parameters appear to describe the systems. The results are in fairly good agreement with known solutions for the simple systems derivable from the present work. On analyse l'influence de la convection mixte sur la diffusion isotherme de réactants et de produits avec des réactions hétérogènes et homogènes d'ordre quelconque, dans un réacteur rectangulaire et un écoulement laminaire. Le mouvement de convection naturelle qui est superposé à l'écoulement axial principal nait d'un gradient transversal de densité induit par la création des produits de réaction à la paroi et dans le fluide en mouvement. Une méthode numérique de fonction de courant-vorticité est employée pour résoudre les équations tridimensionnelles de conservation dans le cas des nombres de Schmidt élevés. On examine les effets du nombre de Rayleigh sur le transfert massique, des paramètres de vitesse de réaction, des ordres de la réaction, du rapport des diffusivités et du rapport de coefficients stochiométrique. Des illustrations sont développées pour approcher les plans parallèles en considérant un canal rectangulaire avec des petits rapports de forme. L'analyse peut être appliquée aux phénomènes analogues de transfert de chaleur pour les systèmes en réaction non isotherme avec des effets de pesanteur induits par la production simultanée de produits et de chaleur de réaction. Es wird der Einfluβ kombinierter erzwungener und freier Konvektion auf die isotherme Diffusion von Reaktanden und Reaktionsprodukten bei heterogenen und homogenen Reaktionen beliebiger Ordnung in einem rechteckigen Reaktor bei laminarer Strömung untersucht. Die Bewegung durch freie Konvektion, die sich dem axialen Hauptstrom überlagert, entsteht durch einen Dichtegradienten über dem Querschnitt, der durch die Ausbreitung von Reaktionsprodukten an der Kanalwand und im flieβenden Fluid hervorgerufen wird. Ein numerisches Stromfunktions-Wirbeltransport-Verfahren wird zur Lösung der dreidimensionalen Bilanzgleichungen für den Fall groβer Schmidt-Zahlen herangezogen. Die Einflüsse der Rayleigh-Zahl des Stroffübergangs, der Reaktionsgeschwindigkeitsparameter, der Ordnung der Reaktionen, des Ausbreitungsverhältnisses und des Verhältnisses der stöchiometrischen Koeffizienten auf das Systemverhalten wurden untersucht. Veranschaulicht wird das Problem für parallele Platten, indem es für einen rechteckingen Kanal mit kleinem Seitenverhältnis berechnet wird. Die Berechnung ist auch auf das analoge Wärmeübertragungsproblem in nichtisothermen Systemen anwendbar, wenn Auftriebseffekte durch die Ausbreitung von Reaktionsprodukten und Reaktionswärmen hervorgerufen werden. Zusätzliche Parameter, speziell die Rayleigh-Zahl der Wärmeübertragung, die Lewis-Zahl und Parameter der Reaktionswärme scheinen das System zu beschreiben. Die Ergebnisse stimmen mit bekannten Lösungen für einfache Systeme gut überein, die aus der vorliegenden Arbeit abgeleitet werden können. Изyчaeтcя coBмecтHoe BлияHиe cмeшaHHoй и cBoбoдHoй кoHBeкции HaHзoтepмичecкyю диффyзию peaгeHтoBH пpoдyктoB тeтepoгeHHычH тoмoгeHHыч peaкций пpoизBoльHoгo пopядкa B peaктope пpямoyгoльHoгo ceчeHия c лaмиHapHым пoтoкoм. cBoбoдHoкoHBeктиBHoe дBижeHиe, кoтopoe Haлaгaeтcя Ha ocHoBHoe oceBoe тeчeHиe, BoзHикaeтHз-зa пoпepeчHoгo тpaдиeHтa плoтHocти, BызBaHHoгo BыыдeлeHиeм пpoдyктoB peaкциH y cтeHкии B пoтoкe. Для peшeHHя тpeчмepиыч ypaBHeHий coчpaHeHия B пepeмeHHыч фyикцHя тoкaзaBичpeHHocть для бoльшич чиceл Шмидтa пpимeHяeтcя чHcлeHHый мeтoд.Hccлeдyeтcя BлияHиe чиcлa pзлeя Ha мaccoHepeHoc, Ha пapaмeтpы cкopocтeй peaкции, Ha пopядoк пpoтeкaHия peaкции, oтHoшeHия кoзффицHeHтoB дHффyзииH oтHoщeHиe cтeчиoмeтpичecкич кoзффициeHтoB пpH paбoтe cиcтeмы. Дляиллюcтpaции мeтoдa пapaллeльHыe плacтиHы мoдeлHpyютcя пpямoyгoльHым кaHaлoм c мaлым oтHoщeHиeм cтopoH. paзBитый пoдчoд мoжHo пpимeHить тaкжe к aHaлoгичHым яBлeHиям тeплoпepeHoca для cиcтeм c Heизoтepмичecкими peaкциями, c зффeктaми плaByчecти, BызBaHHыми кaк тeплoBыдeлeHиeм, тaки пpoдyктaми peaкции." @default.
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