Lv Wei 1, Li Yan Dong 1, Li Rui Yang 2Liu Jianhua 3Shao Haijiang3
(1. École de génie mécanique, Université polytechnique de Harbin, Harbin 150080, Chine; 2. École de l'énergie et du génie des sciences, Université polytechnique de Harbin, Harbin 150001, Chine; 3. Cogénération Co., Ltd Lanxi, Zhejiang Lanxi 321100)
Résumé: La théorie de l'écoulement de phase, en analysant les caractéristiques du processus de séchage des particules de combustible de biomasse, la mise en place d'un tube droit qui modèle mathématique de transfert de masse pour le transfert de chaleur pendant le niveau de courant de gaz de séchage, par méthode numérique pour résoudre le modèle, et par la vérification expérimentale. pour chaque teneur initiale en humidité du matériau, la température de l'air d'admission et la quantité d'avance des effets de séchage de la biomasse ont été testés et analysés.
0 Introduction
La biomasse est seul le charbon, le pétrole, le gaz naturel, la quatrième plus grande énergie, ce qui représente environ 14% de la consommation mondiale d'énergie totale[1]L'énergie de la biomasse représente environ 33% de l'énergie primaire dans notre pays, la deuxième plus grande source d'énergie à côté du charbon[2].
paille exploitation des matières premières est un moyen important d'énergie renouvelable, mais les matières premières humidité du combustible de paille fraîchement récoltés est grande, elle peut conduire à une détérioration de stockage, et il est l'allumage difficile et la combustion constante dans la chaudière à grille alimentée combustion directement. L'utilisation de grille supérieure a été injectée dans le sol un certain pourcentage d'élèves plus sec combustible de la biomasse, qui peut résoudre efficacement ces problèmes. les problèmes de séchage de la biomasse dans son utilisation à grande échelle des exposés progressivement, et a commencé un impact sur la combustion à grande échelle de l'utilisation de la paille des cultures un grave problème. pour obtenir de l'eau brute supérieure combustion à grande échelle de la paille utilisation en couche de matière sur la partie des particules de paille de biomasse pulvérisé (essentiellement écrasé granulaire) la recherche de séchage efficace a une importance pratique.
séchage à l'air est un procédé de séchage fluidisé continu efficace, qui est caractérisé comme suit: ① le temps de séchage est court, de faciliter la mise en contact ② solide-gaz peut suffisamment de chaleur et le transfert de masse est effectuée; ③ équipement simple, une grande adaptabilité [3- 5]. Selon ce document, un modèle mathématique du processus de séchage de la biomasse de la théorie flux solide gaz combustible mis en place, la teneur en humidité du flux d'air du procédé de séchage des combustibles de la biomasse de simulation numérique et de comparaison et de vérification par des expériences a conclu que les résultats peuvent être séchoir à air pour l'analyse de la conception et de la performance de référence, le processus de séchage réel pour le pays pour encourager la production d'énergie de la biomasse pour fournir une base précieuse d'orientation.
1 hypothèses de modèle
Sur la base des caractéristiques de séchage à l'air, afin de faciliter les calculs mathématiques, séchage à l'air de faire quelques hypothèses raisonnables[6- 8]:
1) le matériau est sphère uniforme isotrope;
2) la température initiale et la teneur en humidité du matériau sont réparties uniformément;
3) le retrait de volume du matériau pendant le processus de séchage est négligeable;
4) L'humidité diffuse de l'intérieur du matériau à la surface, et l'évaporation n'a lieu qu'en surface.
5) échange de chaleur par convection entre l'air chaud et la surface du matériau, puis à la conduction thermique à l'intérieur du matériau;
6) L'isolation des tuyaux de séchage.
2 Modèle mathématique[9- 10]
3 solution modèle et vérification expérimentale
la programmation de l'ordinateur, les paramètres physiques du matériau de liaison, de l'air, et des paramètres de vapeur, les paramètres initiaux dans des conditions données, l'utilisation du programme principal pour appeler un sous-programme (ode45 employé de fonction [11]) Pour résoudre les équations, la solution numérique de la teneur en humidité du changement de combustible de biomasse, la teneur en eau de l'air et d'autres paramètres obtenus avec la longueur du tube, et une courbe de corrélation tracée.
Comme on peut le voir sur la figure 2, la présence de l'essai et les valeurs calculées sont cohérentes, mais certains écarts sont des erreurs de mesure: ① modèle est basé sur l'hypothèse d'établissement, biocombustible de mesure la teneur en humidité résultat de gratteur, etc. Détermination par de multiples effets, donc il y aura des différences de valeur, de sorte que la simulation de séchage peut refléter la situation réelle et la tendance du développement du processus de séchage des particules d'humidité écoulement d'un changement dans le conduit de séchage.
4 résultats d'analyse
Comme on peut le voir sur la. Figure 3, le courant de gaz de séchage peut être divisé en deux procédés. Dans l'étape initiale du processus de séchage, le matériau et l'humidité de l'air sont très variables, en raison de la vitesse relative entre les particules solides et le taux d'écoulement de gaz et la différence de température que gros morceaux de matériau peuvent être bien dispersées dans le courant de gaz, la totalité de la surface de la matière séchée peut être utilisée comme une zone efficace de la même temps que la dispersion des gaz et d'agitation du matériau, la surface d'évaporation constamment mis à jour. ainsi, les particules solides de l'air chaud transfert de chaleur et de masse entre la force d'entraînement est grande, la résistance de transfert de chaleur et de masse, et plus intense. a ce stade, le processus de séchage a été effectué assez bien, si ce stade de particules solides avec l'humidité et de la température de la longueur du tube de séchage à air chaud diminuer sa valeur augmente grande marge; entrer rémission suivie d'un processus de séchage, avec la diminution de la vitesse et de la température des particules solides et d'augmenter la température de l'air chaud, la vitesse de l'air chaud entre les particules solides et la force motrice de transfert de masse est réduite, la valeur du paramètre tendance du changement Pour faciliter.
5 facteurs affectant l'analyse de séchage
5.1 teneur en humidité initiale de l'effet de séchage
Dans l'air à la température 140 ℃, dans des conditions de taux d'alimentation / min 1,5 kg, de 56% -43% d'humidité pour différents test de séchage éclair initiale, les résultats d'essai représentés sur la figure 4. Comme on le voit principalement dans le tube de séchage de séchage pré-étage, 1 ~ 2m étape de séchage rapide, après séchage plus lent. dans le cas de la même longueur d'un tube de séchage, on peut voir en comparant la teneur en humidité initiale, le plus difficile plus les exigences de séchage atteint lorsque l'opération de séchage proprement dit, à l'avance du matériau à sécher dans N'affecte pas l'utilisation du cas du séchage nécessaire, afin d'atteindre l'effet de séchage désiré plus rapidement.
5.2 température de l'air sur l'effet de séchage
Dans la vitesse d'alimentation du banc d'essai de 1,5 kg / min, la teneur en humidité initiale du matériau de 50%, selon la température différente de l'air d'entrée (100 ~ 150 ℃) pour sécher le courant de gaz combustible de biomasse test de la paille, les résultats d'essai de la Fig. 5. Le graphique peut être formé vu, avec l'augmentation de la température de l'écoulement d'air, la vitesse de séchage est également augmenté, l'effet de séchage est meilleur. cet effet, la température de l'air pour améliorer la différence de température solide-gaz augmente, la chaleur et le transfert de masse entre les deux exacerbent « 12 ». avec l'augmentation de la température de l'air, de la biomasse, des particules de paille accélérés évaporation de l'humidité de surface, la diffusion de l'humidité interne vitesse accélérée, le résultat final est que la vitesse de séchage est augmentée. ce qui suggère une meilleure température d'entrée d'air de séchage est bénéfique.
5.3 écoulement massique de matière humide sur l'effet de séchage
la température du gaz de séchage est de 140 deg] C, la teneur initiale en eau de 50% en masse ont été testés à différentes que les conditions d'écoulement de masse matérielles Les résultats d'essai représentés sur la figure 6. Le changement de débit massique de stock humide qui est le séchage du gaz -.. solide Comme le montre la figure, lorsque le débit de matériau diminue, le taux de séchage des particules augmente, la vitesse de séchage des particules augmente sur la longueur du tube de séchage, la teneur en humidité des particules à travers la sortie du sécheur est considérablement réduite. réduite des moyens d'écoulement d'air plus chaud en tant que moyen pour éliminer l'humidité dans le matériau, la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air peut être augmentée de façon correspondante, mais le rapport gaz-solide est trop élevée, la température des gaz d'échappement est trop élevée entraînera, de sorte que la chaleur la chaleur dans l'air ne peut pas être utilisée de manière efficace, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie. de plus, plus élevé que le gaz-solide, le flux de gaz et également amener les particules à sécher trop vite, de sorte que le temps de séjour des particules dans le tube de séchage est raccourci, peut également provoquer la chaleur ne peut pas être suffisamment Être utilisé, de sorte que le rapport gaz-solide approprié, est propice à l'amélioration de l'effet de séchage.
6 Conclusion
En séchant la vérification de test, la simulation et les résultats expérimentaux d'accord, le séchage modèle mathématique est correct, ce modèle permet de simuler et de prédire l'ensemble de la chaleur du processus de séchage et les conditions de transfert de masse. Facteurs influant sur le séchage de la recherche et l'analyse expérimentale. La biomasse peut La production d'énergie dans les problèmes de séchage réels fournissent une référence précieuse.
Références:
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