[发明专利]一种基于数值优化的多孔金属纤维烧结板制备方法

权利要求书

1.一种基于数值优化的多孔金属纤维烧结板制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：针对制氢微反应器进行几何建模，利用几何建模软件，依据制氢微反应器的实际几何特征及尺寸，获取其几何模型；

步骤二：对该几何模型进行数值计算，具体过程包括：

对该几何模型进行网格划分，获取网格文件；

将该网格文件导入到计算流体动力学软件中；

设置边界条件、求解方法，进行数值计算；

获取数值计算结果，得到氢气浓度分布云图；

步骤三：根据获得的氢气浓度分布云图，提取若干条浓度分布分界线，依据边界线将多孔金属纤维烧结板划分为多个区域；

将多个区域分别给定不同的孔隙率，从而形成多孔金属纤维烧结板结构；重复步骤二所述的数值计算过程，直至获得所需孔隙率的多孔金属纤维烧结板结构；

步骤四：若数值计算结果表明，该多孔金属纤维烧结板结构相比于现有结构，在制氢效果上有提升，则证明步骤二至步骤四获得的多孔金属纤维烧结板具有实际应用价值；

若数值计算结果表明，该多孔金属纤维烧结板结构相比于现有结构，在制氢效果上无提升，则重复步骤二，进行多次迭代设计，直至数值计算结果优于现有结构为止；

所述制氢效果是指，制氢反应中的甲醇转化率及氢气流率；

其中，甲醇转化率是指反应所消耗的甲醇与入口甲醇总量的比值，氢气流率是指反应器出口混合气体中氢气的体积流率；

所述求解方法采用Couple算法；

获取数值计算结果是指，提取若干条浓度分布分界线，依据边界线将多孔金属纤维烧结板划分为多个区域，提取浓度为50％和70％的两条分界线，从而划分为3个子区域，进而得到氢气浓度分布云图；

步骤二所述边界条件是指：制氢微反应器正常工作时的壁面温度、入口流速、进出口压强、雷诺数和入口物料比例条件；

步骤三所述浓度分布边界线是指：在制氢反应达到平衡之后，制氢微反应器内部的氢气摩尔浓度呈层状梯度分布，层级之间具有分界线。

2.根据权利要求1所述基于数值优化的多孔金属纤维烧结板制备方法，其特征在于步骤三所述孔隙率是指：烧结板中孔隙的体积与烧结板总体积的比值，而烧结板的总体积则为孔隙的体积与金属纤维的体积之和。

3.根据权利要求1所述基于数值优化的多孔金属纤维烧结板制备方法，其特征在于步骤三中多个区域的孔隙率为随机给定。

4.根据权利要求1所述基于数值优化的多孔金属纤维烧结板制备方法，其特征在于：步骤四中数值计算及迭代设计将进行多次，对比不同区域划分方式及孔隙率分布情况下，制氢效果的差异，从而得到最优的多孔金属纤维烧结板结构。