دراسة تجريبية والمحاكاة العددية على تدفق الهواء تجفيف الكتلة الحيوية القش

لف وي ¹، لى يان دونغ ¹، لي روي يانغ ²ليو جيان هوا ³شاو هايجيانغ³

(1. كلية الهندسة الميكانيكية، جامعة هاربين للعلوم التطبيقية، هاربين 150080، الصين؛ 2. كلية علوم وهندسة الطاقة، جامعة هاربين للعلوم التطبيقية، هاربين 150001، الصين؛ 3. التوليد المشترك للطاقة المحدودة انكسي المدينة، لانكسي تشجيانغ 321100)

الخلاصة: نظرية التدفق المرحلة، من خلال تحليل خصائص عملية التجفيف من جزيئات وقود الكتلة الحيوية، وإنشاء الأنابيب على التوالي التي الشامل نقل نموذج رياضي لنقل الحرارة خلال مستوى تدفق الغاز التجفيف، من خلال طريقة عددية لحل النموذج، و وأجريت تجارب للتحقق من آثار محتوى الرطوبة الأولي، ودرجة حرارة الهواء الداخل وحجم التغذية على تجفيف الكتلة الحيوية تم اختبارها وتحليلها على التوالي.

0 مقدمة

الطاقة الكتلة الحيوية هي الثانية فقط من الفحم والنفط والغاز الطبيعي، ورابع أكبر مصدر للطاقة، وهو ما يمثل حوالي 14٪ من إجمالي استهلاك الطاقة العالمي^[1]وتمثل طاقة الكتلة الحيوية حوالي 33٪ من الطاقة الأولية في بلدنا، وهي ثاني أكبر مصدر للطاقة بجوار الفحم^[2].

استغلال قش المواد الخام هي وسيلة هامة للطاقة المتجددة، ولكن الرطوبة المواد الخام المقطوع حديثا الوقود قش كبيرة، ويمكن أن تؤدي إلى تدهور التخزين، ومن الاشتعال صعبة والاحتراق المستمر في احتراق مرجل صر مباشرة. استخدام تم حقن صر العلوي إلى الأرض على نسبة معينة من الطلاب وقود الكتلة الحيوية جفافا، والتي يمكن أن تحل هذه المشكلة بفعالية. مشاكل الكتلة الحيوية التجفيف في استخدام على نطاق واسع في لتتكشف شيئا فشيئا، وبدأت تؤثر على حرق واسعة النطاق لاستخدام قش المحاصيل مشكلة خطيرة. لتحقيق أعلى المياه الخام حرق على نطاق واسع من القش استخدام المواد الطبقات على جزء من جسيمات الكتلة الحيوية من القش المسحوق (ومعظمهم من حبيبات المسحوق) بحث تجفيف فعال له أهمية عملية.

تجفيف الهواء هو فعال ومستمر طريقة التجفيف المميعة، الذي يتميز على النحو التالي: ① وقت التجفيف قصير؛ ② يتم تنفيذ الاتصال الصلبة الغاز يمكن أن تسهل بما فيه الكفاية الحرارة ونقل الجماعي؛ ③ معدات بسيطة والقدرة على التكيف واسعة ^{[3- 5]}ووفقا لهذه الدراسة، وهو نموذج رياضي لعملية تجفيف الكتلة الحيوية نظرية تدفق الصلبة غاز الوقود المعمول بها، ومحتوى الرطوبة في تدفق الهواء انتهاء عملية التجفيف وقود الكتلة الحيوية المحاكاة العددية والمقارنة والتحقق من التجارب أن النتائج قد تكون مجفف الهواء لتصميم وأداء تحليل إشارة، فإن عملية التجفيف الفعلية لهذا البلد لتشجيع توليد الطاقة الكتلة الحيوية لتوفير أساس توجيهات قيمة.

1 افتراضات نموذجية

استنادا إلى خصائص التجفيف بالهواء، من أجل تسهيل العمليات الحسابية، التجفيف الجوي لتقديم بعض الافتراضات المعقولة^{[6- 8]}:

1) المواد هو متناح متناح المجال؛

2) درجة الحرارة الأولية ومحتوى الرطوبة من المواد موزعة بالتساوي.

3) انكماش حجم المواد أثناء عملية التجفيف لا يكاد يذكر؛

4) تنتشر الرطوبة من داخل المادة إلى السطح، ويتم التبخر فقط على السطح.

5) الحراري التبادل الحراري بين الهواء الساخن وسطح المواد، ومن ثم إلى التوصيل الحراري داخل المادة؛

6) تجفيف أنابيب العزل.

2 النموذج الرياضي^{[9- 10]}

3 نموذج الحل والتحقق التجريبي

برمجة الكمبيوتر، المعلمات المادية للمواد، والهواء، والمعلمات البخار، والمعلمات الأولية في ظل ظروف معينة، واستخدام البرنامج الرئيسي لاستدعاء روتين (وظيفة العاملين ode45 ملزمة ^[11]) لحل المعادلات، والحل العددي للمحتوى الرطوبة في تغيير وقود الكتلة الحيوية، ومحتوى الماء من الهواء وغيرها من المعالم التي تم الحصول عليها مع طول الأنبوب، ورسم منحنى العلاقة.

وكما يتبين من الشكل 2، بحضور الاختبار وحساب قيم متناسقة، ولكن بعض الانحرافات يسبب انحرافات هي: ① يقوم النموذج على افتراض الإنشاء؛ محتوى الرطوبة قياس نتيجة ② الكتلة الحيوية إعادة طالب والوقود وغيرها من تحديد آثار متعددة، لذلك سوف يكون هناك بعض الاختلافات في القيمة، وبالتالي فإن محاكاة التجفيف يمكن أن تعكس الوضع الحقيقي واتجاه التنمية للرطوبة الجسيمات تدفق عملية تغيير في قناة تجفيف تجفيف.

4 تحليل النتائج

كما يمكن أن يرى في الشكل. 3، وتيار الغاز التجفيف يمكن تقسيمها إلى عمليتين في المرحلة الأولى من عملية التجفيف، والمواد ورطوبة الهواء تختلف على نطاق واسع، وذلك بسبب السرعة النسبية بين الجسيمات الصلبة ومعدل تدفق الغاز والفرق في درجة الحرارة من قطع كبيرة من المواد يمكن أن تفرق جيدا في تيار الغاز، مساحة كاملة من المواد المجففة يمكن استخدامها كمنطقة الفعالة للنفس الوقت تشتت الغاز والإثارة من المواد، وسطح التبخر تحديثها باستمرار. وهكذا، فإن الجزيئات الصلبة من الهواء الساخن الحرارة والكتلة نقل بين القوة الدافعة كبير، وقوة من نقل الحرارة ونقل الجماعي، أكثر كثافة. في هذه المرحلة، وقد تم تنفيذ عملية التجفيف بشكل جيد جدا، لذلك هذه المرحلة من الجزيئات الصلبة مع الرطوبة ودرجة الحرارة الساخنة التجفيف بالهواء طول الأنبوب تقلل زيادة قيمته بهامش كبير، يدخل مغفرة تليها عملية التجفيف، مع تناقص السرعة ودرجة الحرارة من الجسيمات الصلبة وزيادة درجة حرارة الهواء الساخن، والسرعة، والهواء الساخن بين الجسيمات الصلبة والجماعية نقل القوة الدافعة يتم تخفيض، فإن الاتجاه تغيير قيمة المعلمة لتخفيف.

5 العوامل التي تؤثر على تحليل التجفيف

5.1 محتوى الرطوبة الأولي من تأثير التجفيف

في الهواء عند درجة حرارة 140 ℃، تحت / دقيقة تغذية الظروف معدل 1.5KG، بنسبة 56٪ -43٪ محتوى الرطوبة لمختلف الاختبار الأولي فلاش التجفيف، ونتائج الاختبار هو مبين في الشكل 4. كما يمكن أن ينظر بشكل رئيسي في مرحلة ما قبل المرحلة أنبوب تجفيف تجفيف (1) ~ المرحلة 2M تجفيف سريع، وبعد تجفيف أبطأ. في حالة من نفس الطول مع أنبوب تجفيف، ويمكن رؤية بمقارنة نسبة الرطوبة الأولي، وأكثر صعوبة وارتفاع متطلبات تجفيف صلت عند عملية التجفيف الفعلية، في وقت مبكر من المواد إلى أن تجفف في لا يؤثر على استخدام حالة التجفيف اللازمة، من أجل تحقيق المطلوب تأثير التجفيف بشكل أسرع.

5.2 تأثير درجة الحرارة على المجففة الهواء

في معدل تغذية سرير الاختبار من 1.5KG / دقيقة، ومحتوى الماء الأولي من 50٪ في ظل ظروف الهواء في درجات حرارة مدخل مختلفة (100 ~ 150 ℃) الكتلة الحيوية القش تيار الغاز تيار تجفيف الاختبار، ونتائج الاختبار هو مبين في الشكل 5. منحنى ويمكن ملاحظة أنه مع زيادة درجة حرارة الهواء، فإن معدل التجفيف سيزيد أيضا وسوف يكون تأثير التجفيف أفضل.وهذا لأن زيادة درجة حرارة الهواء تزيد من الفرق في درجة الحرارة بين الغاز والمراحل الصلبة، ونقل الحرارة والكتلة بين البلدين تفاقم '12'. مع زيادة درجة حرارة الهواء، والكتلة الحيوية، تسارع جزيئات من القش تبخر الرطوبة السطحية، وسرعة الرطوبة نشر الداخلي المتسارع، والنتيجة النهائية هي أن معدل التجفيف يتم زيادة. هذا يشير إلى تحسن درجة حرارة التجفيف مدخل الهواء هو مفيد.

5.3 الرطب تدفق كتلة المواد على تأثير التجفيف

درجة حرارة التجفيف من 140 ℃، وكان محتوى الرطوبة الأولي للمادة 50٪، وتغيير معدل التدفق الشامل للمادة تحت ظروف الاختبار.نتائج الاختبار هو مبين في الشكل 6. المواد الرطبة تغير معدل تدفق كتلة هو عملية التجفيف من الغاز الصلبة مرحلتين كما يمكن أن يرى من هذا الرقم، مع انخفاض معدل تدفق المواد، أي يزيد من نسبة الغاز الصلب، ومعدل تجفيف الجسيمات على طول طول أنبوب التجفيف يزيد، ومحتوى الرطوبة من الجسيمات من خلال منفذ مجفف انخفاض كبير. تقليل معدل التدفق يعني استخدام المزيد من الهواء الساخن كوسيلة لإزالة الرطوبة من المادة وكمية بخار الماء التي يمكن أن تكون موجودة في الهواء وزيادة في المقابل.ومع ذلك، فإن ارتفاع نسبة الغاز / الصلبة بشكل مفرط يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة غاز العادم بشكل مفرط، الحرارة في الهواء لا يمكن استخدامها بشكل فعال، مما أدى إلى إهدار الطاقة. وعلاوة على ذلك، أعلى من، تدفق الغاز الصلب والغاز وتسبب أيضا الجسيمات إلى أن تجفف بسرعة كبيرة، حتى أن الوقت جزيئات الإقامة في أنبوب تجفيف هو تقصير والحرارة يمكن أيضا أن يسبب لا يمكن أن يكون بما فيه الكفاية استخدامها؛ وبالتالي فإن نسبة الغاز الصلبة الصلبة، يفضي إلى تحسين تأثير التجفيف.

(6) الاستنتاج

من خلال تجفيف التحقق اختبار، والمحاكاة والنتائج التجريبية توافق، وتجفيف نموذج رياضي هو الصحيح، وهذا يمكن نموذج محاكاة والتنبؤ كامل حرارة عملية التجفيف وشروط نقل الجماعي. العوامل التي تؤثر على تجفيف البحث والتحليل التجريبي. الكتلة الحيوية يمكن توليد الطاقة في مشاكل التجفيف الفعلية توفر مرجعا قيما.

المراجع:

'1' جيانغ جيان تشون الحالة الراهنة وآفاق الكتلة الحيوية بحوث تطبيق الطاقة 'ي' المنتجات الحرجية الكيمياء والصناعة، 2002 (2): 75-80.

'2' تشو تشينغشي، يان ليفنغ، قوه تشينغكسيانغ الكتلة الحيوية الطاقة النظيفة 'M' بكين: الصحافة الصناعة الكيميائية، 2002: 16-20.

'3' شي جينيان، تشن جونرو، تان هاو المحاكاة العددية من ألومينا تدفق الهواء عمليات التجفيف J. الحديثة هندسة التصنيع، 2009، 2: 98- 100.

'4' داي سوجي تجفيف الهواء في إنتاج بنتايريثريتول 'J' لياونينغ الصناعة الكيميائية، 2006، 35 (4): 236-237.

'5' وو Qunying تجفيف الهواء النحاس التركيز الأمثل الوقود موقد 'D' تشانغشا: كلية علوم المعلومات والهندسة، الجامعة المركزية الجنوبية، 2007: 15-20.

تشاو تشنان، الحرارة الحرارية ونقل الكتلة 'M' بكين: مطبعة التعليم العالي، 2007.

'7' Liangming هاي تشو تشوان شن، Qiaoyong تشين، وآخرون معالجة 'J' الغذاء تيار الغلوتين أنبوب تجفيف حسابات التصميم، 2008، 33 (1): 60-63.

. '8' تشى قانغ، وقال تشو هوي، لي دونغ وآخرون، والمحاكاة العددية ودراسة تجريبية للحرارة ونقل الجسيمات الجماعية مادة 'J' محاكاة الكمبيوتر، 2006، 23 (9): 330-332.

'9' تشنغ قوه شنغ، الجسيمات تجفيف الهواء نموذج رياضي جامعة تساو تشونغ ون بمدينة 'J' بكين الهندسة الزراعية، 1994، 14 (2): 35-42.

'10' عملية تشنغ شياو دونغ وهيكل الأمثل محاكاة مجفف دفعة من 'D' تشينغداو: كلية الهندسة الكيميائية، جامعة تشينغداو للعلوم والتكنولوجيا، 2006: 20-30.

. 11'GERALD Recktenwald الطرق العددية وتنفيذ MATLAB وتطبيق 'M' نج، وان تشون، تشانغ هوي، ترجم بكين: الميكانيكية صناعة الصحافة، 2004.

مجلة معهد تشنغتشو للصناعة الخفيفة (طبعة العلوم الطبيعية)، 2008، 23 (1)، 67- 70. ليو زيانكيان، تشن جونرو، ليو ميهونغ،