Untersuchung des Einflusses der Probekapillare in Einzelpartikel-Profilreaktoren für die CO2-Methanisierung

Forschungsthema/Bereich

CFD-Simulation, Chemische Verfahrenstechnik

Typ der Abschlussarbeit

Master

Startzeitpunkt

01.04.2026

Bewerbungsschluss

15.03.2026

Dauer der Arbeit

6 Monate

Beschreibung

Motivation
Zur Untersuchung der Dynamik aus gekoppelter Reaktion und Diffusion in porösen Katalysatoren kommen neuartige Einzelpartikel-Profilreaktoren zum Einsatz. Hierbei werden örtlich und zeitlich aufgelöste in situ-Messungen an einem Katalysatorpartikel durchgeführt, welches sich einzeln im Laborreaktor befindet. Im Partikel befindet sich eine Kapillare, die durch ein Bohrloch verschoben werden kann.
Ziel dieser Arbeit ist es, mittels eines 3D partikel-aufgelösten strömungsmechanischen (PRCFD) Modells den Einfluss des Bohrloches und der Kapillare auf Konzentrations- und Temperaturfelder zu quantifizieren. Hierfür wird ein systematischer Simulationsplan entworfen und anschließend stationäre und transiente Simulationen zur CO2-Methanisierung durchgeführt und ausgewertet.

Aufgaben

• Entwurf eines Simulationsplans (DoE) zur systematischen Untersuchung des
  Einflusses der Kapillare für unterschiedliche Betriebsbedingungen.
• Entwicklung eines partikel-aufgelösten CFD-Modells für die betrachteten Fälle mit STAR-CCM+ und geeigneter Kinetik zur Methanisierung.
• Auswertung und Visualisierung der Simulationsergebnisse.

Voraussetzung

Voraussetzungen an Studierende

• Gute Kenntnisse in der Reaktionstechnik und heterogenen Katalyse (CVT-Vertiefung).
• Kenntnisse in numerischer Strömungsmechanik (CFD) hilfreich aber nicht erforderlich.
• Kenntnisse in der Programmierung mit Python hilfreich aber nicht erforderlich.

Studiengangsbereiche

• Ingenieurwissenschaften
  Chemieingenieurwesen & Verfahrenstechnik

Betreuung

Titel, Vorname, Name

Philipp Reinold

Organisationseinheit

Institut für Chemische Verfahrenstechnik

E-Mail Adresse

philipp.reinold@kit.edu

Link zur eigenen Homepage/Personenseite

Website

Bewerbung per E-Mail

Bewerbungsunterlagen

• Lebenslauf
• Notenauszug
• Immatrikulationsbescheinigung

E-Mail Adresse für die Bewerbung
Senden Sie die oben genannten Bewerbungsunterlagen bitte per Mail an philipp.reinold@kit.edu


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