Nouvelle recherche

Heat transfer simulation in fixed beds using OpenFOAM

IFP Energies nouvelles - Lyon

Stage - Chimie

Réf. R151-2019-6
Localisation
Rhône
Début
entre mars et septembre 2019
Durée
5 mois
Indem.
Oui

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Heat transfer simulation in fixed beds using OpenFOAM

Context

Heat transfer in fixed bed has been the subject of many studies over the past decades. Experimental data is available but has proven difficult model by 1D or 2D approaches. This can probably be explained by the fact that temperature measurements using thermocouples change the temperature profiles and the packing.

Recent progresses in numerical simulation make it possible to compute catalyst pellet packing process, as well as the laminar and temperature profiles in small sized fixed beds. Our workflow couples a DEM solver with the OpenFOAM framework.

Objectives

The aim of this internship is to use Direct Numerical Simulation (DNS) of single phase flow in fixed beds to compute steady-state and transient temperature profiles in packed beds of small size. After being trained on the different tools, the first step will be the validation of the solver on data available in literature as well as determining some criteria for the mesh refinement requirements.

Next, the study will focus in determining heat transfer coefficients in fixed beds made of spheres, cylinders and trilobes deep in the packed bed and near the walls. Being on the verge of science, our goalis to publish the results from this intership in a scientific journal.

The work will be carried out using IFPEN’s cluster and will be supervised by two senior engineers at IFPEN (chemical engineering, CFD), a researcher at CentraleSupélec and a post-doc. It will involve opportunities to enhance programming skills in C++ / Python by working on advanced scripting for CFD. This work is the continuation of 2 PhD’s and a post-doc.

Competences requested

English or French, OpenFOAM, curiosity, enthusiasm, autonomy, strong background in chemical engineering and / or CFD

Supervisors

M. Rolland, L. Gamet, V. Pozzobon (CentraleSupélec)


(pdf, doc, docx, odt, odtx - Max : 5 Mo)
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Contact

IFP Energies nouvelles - Lyon
Annie Borg
Rd-point de l'échangeur de Solaize
69360 Solaize
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