Zong Yixiang، Wan Fangxin، Pu Jun، Huang Xiaopeng
الخلاصة: تم وصف الوضع الحالي للبحث المحلي والدولي على آلية تشكيل التكوير الكتلة الحيوية، على التوالي، من تشكيل الميكانيكية تحبيب نموذج الكتلة الحيوية، صب تحبيب ضغط عملية صب وآلية المجهرية من الجوانب الثلاثة، أشار التقرير إلى صب التكوير الكتلة الحيوية اتجاه البحث للآلية.
المواد الأولية الكتلة الحيوية التي تتألف أساسا من القش والحطب، وتجهيز وبقايا الغابات والنفايات البلدية الصلبة، والسماد الحيواني والطاقة المحاصيل، ويتصل التطبيق إلى طاقة الكتلة الحيوية والأعلاف والأسمدة ومعالجة مياه الصرف الصحي، مسحوق المعادن، وخلايا الوقود، والورق حقول متعددة[1].
تكنولوجيا التشكيل بالحبال بالكتل الحيوية تقوم بضغط أنواع مختلفة من مواد الكتلة الحيوية مع كثافة أقل إلى جسيمات أكثر كثافة عن طريق الضغط [2- 4]في الوقت الحاضر، عملية المحلية والصب وأجهزة صب باعتباره التقنيات الرئيسية الاتجاه أبحاث الكتلة الحيوية تحبيب الصب، صب الرطب، صب صب وتشكيل عملية صب الكربنة الرئيسية؛ المسمار البثق آلة صب، مكبس كبش ويستخدم الجهاز والصحافة آلة لفة صب على نطاق واسع في جهاز صب، وينقسم الجهاز صب حلقة تحبيب يموت، يموت شقة آلة صب البثق وآلة دوامة الآن دراسة عملية صب وجهاز صب وحققت تقدما كبيرا ولكن دراسة آلية تشكيل التكوير الكتلة الحيوية ليست كافية العمق. آلية تشكيل الكتلة الحيوية تحبيب هو جزء مهم من دراسة المواد تحبيب صب يمكن للطلاب تكنولوجيا الكتلة الحيوية عملية صب التكوير لتطوير وتصميم المعدات الصب والتحسين يوفر الأساس النظري.
1 حالة البحث لآلية تشكيل حبيبات الكتلة الحيوية
في الوقت الحاضر ، يركز البحث على آلية صب الكبريت الحيوي بشكل رئيسي على الجوانب الثلاثة من نموذج ميكانيك تشكيل المحبب ، عملية ضغط صب التحبيب وآلية تشكيل مجهرية.
1.1 حالة البحث عن نموذج ميكانيكا تشكيل المحبب
هولم وآخرون. [5- 7]تأسست في النموذج الميكانيكي من ثقب الخشب مسحوق قذف حلقة يموت، والضغط على قوة استنتاجه النموذج الميكانيكي والنموذج الميكانيكي وتحسين، وبالتالي حل نسبة بواسون، ومعامل الاحتكاك وقبل جانب لبعضها البعض وقوة من الصعب تحديد المشكلة [8]استخدمت جزيئات العشب كمواد خام للاختبار والتحليل ، وتم الحصول على تأثير الكثافة الأولية ودرجة الضغط للمواد على قوة قوة الانضغاط. Rolfe et al. [9]من المقترح أن تكون قوة البثق متناسبة عكسيا مع سرعة الدوران للموت الدائري. [10]في ظل ظروف التخمير نفسها ، تم إجراء اختبار تباين جودة الجسيمات بين فاليريان المجففة والمجففة ، وتم إنشاء نموذج الصلابة من حبيبات البرسيم.
تساو كانغ وآخرون. [11]تنقسم عملية التحبيب بالبثق إلى منطقة تغذية ، منطقة تشوه ، منطقة بثق ، والتحليل الميكانيكي لحالة الإجهاد في منطقة البثق. [12]أجريت تجارب محاكاة عملية التحبب على وجبة الفصفصة بأحجام جسيمات مختلفة ، وتم إنشاء نماذج رياضية لقوة البثق ومسحوق جزيئات البودرة وكثافتها. [13]تم استخدام تصميم تجريبي متعامد لإنشاء نموذج رياضي لكثافة التحبيب وقوة البثق ومحتوى الرطوبة المادية. [14]باستخدام تقنية القياس الكهربائي ، حصلنا على استنتاج مفاده أن التغير في القوة الشعاعية وكثافة الضغط ، الكثافة الأولية وسرعة الانضغاط ترتبط ارتباطًا وثيقًا. [15]تم تحليل قوة المادة في اسطوانة القالب ، وتم الحصول على العلاقة بين المادة والضغط ، وتم تحليل العلاقة بين الضغط المحوري والضغط الشعاعي. [16]تم إنشاء نموذج ميكانيكي البثق ، وتم استخدام برنامج العناصر المحدودة لتحليل وضع الحلقة ، وتم الحصول على العلاقة بين الوضع المحوري والضغط المحيطي والإزاحة. [17]تم استخدام برنامج العناصر المحدودة للتحليل الساكن لثقب قالب الحلقة للحصول على قانون التوزيع للضغط المحوري وتشوه ثقب القالب الدائري ، وقد تم تحديد تأثير زاوية تفتق ثقب القالب الدائري على الضغط المحوري. [18]من خلال تحليل عملية التشكيل والآلية ، تم إنشاء نموذج ميكانيكي من طراز الحلقة ونموذج لعزم الدوران ، وتم تحليل تأثير خواص المواد والمعلمات الإنشائية على إجهاد نموذج الحلقة.
1.2 حالة البحث عن عملية ضغط صب التحبيب
Rehkuglar et al [19]تم استخدام نموذج الميكانيكيات الريولوجية لتحليل تباين المواد في عملية التشكيل. Bock et al. [20]وكانت الانسيابية المواد المعادلة العشب نتائج اختبارات الإجهاد ضغط، عملية الضغط المادية العشب. تأثير ضغط الصب هو أكبر جسيمات الكتلة الحيوية ملء خصائص، خصائص الانسيابية، وخصائص ضغط، حيث الضغط، ونسبة الرطوبة وحجم الجسيمات هو العامل المؤثر الرئيسي [21]Bock et al. [22]وجد أنه خلال عملية تحبيب جزيئات العشب ، تحدد القوة الفيزيائية التي تربط جزيئات العشب جودة الجسيمات.
يانغ مينغ تشنغ وآخرون [23]تمت دراسة الخواص الريولوجية لمواد القش. [24]من خلال تحليل العلاقة بين قوى التفاعل للجسيمات في عملية الضغط ، يتم الحصول على العوامل المؤثرة على جودة الجسيمات. [25]سترو الجسيمات صب صب محاكاة لعملية الضغط البحوث أكثر استهدافا، وينقسم منحنى مميزة الصب إلى أربعة أقسام، ونموذج رياضي فضفاض، كبس والمرحلة الانتقالية. لي Yongkui الخ [26]تمت محاكاة تطبيق مسحوق ساق الذرة عملية تشكيل الصحافة طريقة العناصر منفصلة، لوضع نموذج عنصر مسحوق ساق الذرة عملية صب المدمجة منفصلة. دونغ يو بينغ الخ [27]من نظرية ميكانيكا اللدونة النموذج الميكانيكي لعملية الضغط، وتحليل العناصر المحدودة البرمجيات محاكاة لعملية قذف، والمواد التي تم الحصول عليها في الاختلاف في عملية قذف، وكشف عن التوتر الداخلي خلال تشكيل سلالة المواد الخام عملية التغيير. سمعة عالية [28]مجال درجة الحرارة أثناء صب محاكاة العناصر المحدودة، للحصول على توزيع مجال درجة الحرارة أثناء صب المواد الخام. شين Shuyun [29]برنامج العناصر المحددة لتحليل يموت حلقة إلى جانب لعدد وافر من المجالات المادية، وتوزيع القالب الدائري للحصول على الإجهاد والانفعال ودرجة الحرارة التوزيع العام.
1.3 حالة البحث عن آلية تشكيل مجهرية
Lindley et al. [30]وينقسم التماسك الداخلي للمنتج مصبوب ونوع من المواد اللاصقة في الفئات الخمس التالية: ① الصلبة سد الجسيمات أو جسر، غير تماسك ② الموثق التمثيل على التحرك بحرية، التوتر السطحي ③ المنقولة بحرية والضغط الشعري من السائل؛ ④ بين الجسيمات جذب الجزيئي أو جاذبية كهرباء، ⑤ تعبئة أو تركيبها بين الجزيئات الصلبة أنهم الخام خصائص المواد احتراق هذه الأنواع من المواد اللاصقة يمكن أن تستخدم لشرح آلية تشكيل نوع داخل Kaliyan مثل. [31]وجدت أن وضع ملزم بين جسيمات صلبة تتشكل في الغالب من خلال سد الموثق الطبيعي (السليلوز، والبروتين).
قوه كانجكوان وآخرون [32]تقاس في الجسيمات مختلفة لمتوسط قطرها الجسيمات من شرطين صب، للحصول على متوسط قطرها الجسيمات الشروط صب الجسيمات العلاقة اثنين، نموذج منضم بين الجسيمات التي لاحظها المجهر، وإنشاء نموذج الصغيرة الجسيمات ملزمة الهند مثل شو [33]بسبب التغيرات المجهرية قبل وبعد المقارنة ثلاثة سترو مضغوط، وحصل المجهري الجزيئات القش صب وضع ملزم اقترح المثلى حالة ضغط. Tianxiao يو وآخرون [34]لوحظ سترو الجسيمات المجهرية في ظل ظروف صب المختلفة، وتحليل العلاقة بين المجهرية والظروف الصب، تشير الدراسات إلى أن الجمع بين جزيئات من القش على شكل جزيئات الفسيفساء أساسا الميكانيكية، استنادا الطبيعي والمواد اللاصقة الترابط. Huoli لي وآخرون [35]وعلى سبيل المقارنة من مواد مختلفة ومراحل مختلفة من التشكل المادي وشكل محدد الجسيمات، التي تم الحصول عليها الجسيمات المجهرية لآلية تشكيل وقود الكتلة الحيوية يمكن تقسيم ضغط الطبقات في طبقة الوسطى، الطبقة الانتقالية وضغط السطح. Xingxian يونيو وآخرون [36]دراسة لمراقبة مورفولوجيا الجسيمات الكتلة الحيوية في عملية الصب، وآلة صب مسطحة يموت لاستكشاف منطقة الأعلاف، وارتشف بين نموذج منضم، منطقة المتراصة، منطقة كريات الجسيمات تشكيل. تشى جينغ وآخرون [37]آلية تشكيل قشر الجسيمات متناهية الصغر من الربط من شكل مادي، وقد أظهرت الدراسات أن "المحجبات" بين الشكل الرئيسي للقشر الأرز الخام المستعبدين جسديا. شنغ كوى تشوان وآخرون [38]دراسة عن وجهة نظر الاقتصاد الكلي والمجهري للآلية صب من الكتلة الحيوية، وتأثير الظروف صب على الجسيمات جودة المادية من منظور كلي، تحليل العلاقة بين نوعية الجسيمات والجسيمات الخصائص، والخصائص الكيميائية الحيوية والخصائص المحتملة من المستوى الجزئي. وآخرون Wuyun يو [39]الكتلة الحيوية اتصال الميكانيكية إنشاء نموذج هندسي، لتحديد العلاقة الرياضية بين الأسطوانة الصوانى وشطبة سطح ضغط إيجابي المواد الخام، والتحليل المجهري للآلية الجزيئية من الطاقة الكهروكيميائية وآلية المجهرية، فإنه يكشف عن عملية صب ضغط درجة الحرارة الضغط وأهمية سبب زيادة الطاقة وكثافة الكتلة الحيوية التي تشكل الوقود.
2 بحث وآفاق آلية صب التحبيب الكتلة الحيوية
من حالة البحث ، حقق البحث في آلية تشكيل تحبيب الكتلة الحيوية تقدما كبيرا.في دراسة النموذج الميكانيكي ، تم إنشاء العديد من النماذج الرياضية ونماذج عزم الدوران للخصائص الميكانيكية لعفن الحلقة ؛ في البحث عن عملية الضغط ، لقد حقق البحث في الخواص الميكانيكية والخواص الانسيابية للمواد تقدمًا كبيرًا ، ففي دراسة الآلية الدقيقة ، تم الكشف عن البنية المصغرة للمواد المختلفة ومزيج من الجسيمات ، وقد تم إنشاء التشكيل الانتقالي الكلي إلى الجزئي في البداية. الآليات: توفر نتائج البحث هذه أساسًا نظريًا لصياغة عمليات تحبيب الكتلة الحيوية وتحسين معدات التشكيل ، وفي المستقبل يجب دراسة الجوانب التالية بعمق.
الجسيمات (1) تحبيب صب المواد المستخدمة هي في معظمها من غير متواصلة وسائل الإعلام، والميكانيكا غير متصلة، ينطبق على التحليل الميكانيكي للدراسة النظرية جسيمات الكتلة الحيوية الحالية من وسائل الإعلام غير المستمر ليس كافيا عمق، من أجل أكثر بالكامل للكشف عن الخواص الميكانيكية للمواد في عملية التحبيب ، يجب أن تكون النظرية الميكانيكية للوسائط المتقطعة متقنة.
(2) تم إجراء بحث موسع على النموذج الميكانيكي لتشكيل تحبيب الكتلة الحيوية ، وتم إنشاء العديد من نماذج الميكانيكا بالبثق ، ولكن هذه النماذج الميكانيكية مبنية على مادة واحدة وتحت ظروف ضغط معينة. هناك العديد من الاختلافات ، وهناك اختلافات كبيرة في ظروف التشكيل والضغط ، ولذلك ، فمن الضروري إنشاء نموذج ميكانيكا بثق مواد أكثر تواؤمية ونموذج رياضي.
(3) في الوقت الحاضر ، في البحث عن قولبة وتحبيب عملية الكتلة الحيوية ، لم يجرِ سوى محاكاة مجال فيزيائي واحد ، مثل حقل الضغط ، أو مجال درجة الحرارة ، أو مجال السرعة ، إلخ. بسبب التعقيد والتنوع منهجية ، لذلك لا يمكن تحليل الحقل الفيزيائي الوحيد أن يعكس بالكامل التغيرات المادية في عملية تشكيل المحبب ، والحاجة إلى تحليل المجال المادي المترابط متعدد الحقول ، وثانيا ، يركز البحث على عملية ضغط الكتلة الحيوية بشكل رئيسي على الريولوجيا من حيث الخصائص الأكاديمية والخصائص الميكانيكية ، هناك حاجة إلى إجراء بحث عميق حول خصائص الجسيمات ، والخصائص البيوكيميائية ، والخصائص الكهربائية في عملية الضغط.
(4) يركز البحث على آلية تشكيل الميكروسكوبية لتحبيب الكتلة الحيوية بشكل رئيسي على التوصيف المجهري للهيكل الداخلي لجسيمات الكتلة الحيوية قبل وبعد الانضغاط ، ويتم إجراء بعض التحليل النوعي فقط على الأشكال الملزمة بين الجسيمات. إنه قادر فقط على تفسير آلية التشكيل الدقيق بشكل أكثر شمولاً ، وهو أكثر ملاءمة لاستكشاف تأثير البنية المجهرية للجسيمات ومزيج الجسيمات على جودة التحبيب.
(5) يركز البحث على آلية تشكيل تحبيب الكتلة الحيوية بشكل رئيسي على المستوى الفيزيائي ، ولا تزال التغيرات في التركيب الكيميائي للمواد خلال عملية التشكيل وطرق الترابط الكيميائي بين الجسيمات في المرحلة الأولية لفهم آلية صب التحبيب بشكل أكثر وضوحا. ، والجمع بين الفيزياء والكيمياء يتطلب بحثا عميقا على تكنولوجيا صب التحبيب.
المراجع:
'1' Kong Sifang، Zhang Jiangyong، Zeng Hui تقدم البحث في خصائص وتطبيق الفحم الحيوي [J] ، المجلة الصينية للبيئة ، 2015 ، 24 (4): 716-723.
'2' تشيو لينغ التقدم في الكتلة الحيوية الكثيفة صب 'J' تكنولوجيا الطاقة ، 1998 (3): 57-61.
"3" دو Pengdong ملخص صب علاجه نظام التحكم في الجهاز من الكتلة الحيوية "J" الهندسة الغابات، 2013، 29 (5): 76-78.
"4" لبصوت عال، ولين، وتسنغ، وآخرون .GSR800 الكتلة الحيوية تصميم آلة المعالجة والتصنيع التكنولوجيا "J" معدات النجارة، 2013، 41 (12): 35-37.
"5'Holm J K، B هنريكسن U، Hustad J E، وآخرون al.Toward فهم السيطرة على المعلمات في الخشب اللين والخشب الكريات الموالية للduction'J'.Energy والوقود، 2006 (20): 2686-2694.
"6'Holm J K، العصا K، B هنريكسن U، وآخرون al.Fundamentals المؤتمر الكتلة الحيوية بيليه production'A'.European والمعارض: الكتلة الحيوية للطاقة والصناعة وProtection'C المناخ"، فيينا، 2005.
"7'Holm J K، هنريكسن U B، K العصا، وآخرون al.Experimental التحقق من نموذج بيليه رواية باستخدام pelleter واحد unit'J'.Energy والوقود، 2007 (21): 2446-2449.
"8'Osobov V I.Pressing والتكوير من هاي المواد سترو وتأثير Load'J'.Traktory I Selkhzmachiny، 1970، 40 (6): 21-23.
"9'LARolfe، HEHuff، F.Hsieh.Effects الحجم ومعالجة المتغيرات الجسيمات على خصائص بريد من feed'J'.Journal سمك السلور ruded من المائية تكنولوجيا الغذاء المنتج، 2001، 10 (3): 21- 33.
"10'Adapa P K، A سينغ K، G شويناو J، وآخرون خصائص al.Pelleting البرسيم مجزأة يطحن: صلابة models'J'.Powder المناولة وProeessing، 2006، 18 (5)؛ 294-299.
'11' تساو هونغ جين تشنغ يوى تكنولوجيا انتاج الأعلاف الحديث "M" شنغهاي: شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا الأدب دار النشر، 2003.
'12' وو جين فنغ، وهوانغ Jianlong، تشانغ الفاكهة، وجبة البرسيم ومثل حبيبات مع قوة قذف اختبار كثافة محاكاة 'J' الآلات الزراعية JOURNAL، 2007، 38 (1): 68-71.
'13' الصواريخ، WanFang جديد انغواي طويل، وغيرها من المعالم 'J' الجسيمات المحاكاة البرسيم قذف عملية صب الأمثل استنادا الآلات الزراعية JOURNAL، 2011، 27 (11): 354-358.
'14' Zhouxiao جي، Chunguang حالة ضغط تأثير قوة شعاعي البرسيم العشب من 'J' الآلات الزراعية JOURNAL، 2009، 40 (2): 115-118.
51-57: النظرية ودراسة تجريبية من "J" الآلات الزراعية JOURNAL، 1995، 263 (6) '15' يانغ جدا، وقال تشو بولين، Liuhan وو الغطاس المواثيق صب آلة قولبة.
شي Shuijuan، كاي وو، تحليل حلقة العفن وبناء نموذج عنصر محدود من "تصميم عملية تحبيب Jiangai يونيو '16' J 'الميكانيكية والتصنيع، 2011 (1): 38-40.
'17 'Zhang Wei، Wu Jinfeng. Finite Element Analysis of Holular Structural Holes in Ring Die Granulators' J '. Chinese Journal of Agricultural Mechanization، 2007 (6): 25-27.
'18' وو كاي ، شي شويجوان ، النمذجة الميكانيكية والتحليل عامل التأثير في عملية بثق تحبيب الحلقة الدائري J مجلة الهندسة الزراعية ، 2010 ، 26 (12): 142-147.
'19' Rehkugler G E، Buchele W F. Bio-mechanices of forage wafering'J '. Transactions of the ASAE، 1969 (52): 1-8.
"20'Bock R G، بوري V M، H Manbeck B.Modeling الإجهاد الاسترخاء استجابة القمح بشكل جماعي باستخدام TRiaxial Test'J'.1989، 35 (5): 1701-1708.
"21" قوه كانغ تشيوان أساس أساس تكنولوجيا مسحوق الجسيمات "M" شيان: مطبعة جامعة نورثويست ، 1995.
"22'Adapa P K.Tabil L G.Schoenau G J، وآخرون خصائص al.Compression من مجزأة التعامل مع البرسيم grinds'J'.Powder والموالية للcessing، 2002، 14 (4): 252-259.
'23'Yang Mingxuan، Li Xuying. Analysis and Study on Open Compression Process of Grass Materials' J'.Journal of Mechanization Mechanization Research، 2005 (3): 81-84.
'24' Zhong Qixin، Qi Guanghai. آلية التحبيب وعواملها المؤثرة 'J'. China Feed، 1999 (14): 8-10.
'25' باي وي ، هو جين جيون ، دراسة تجريبية وتحليل الانحدار من ضغط البارد صب حبيبات القش 'J' خنان العلوم والتكنولوجيا ، 2007 ، 27 (6): 703-706.
'26' Li Yongkui، Sun Yuexi، Bai Xuewei. محاكاة العنصر المنفصل 'J' لتشكيل مسام أحادي الثقب لمسحوق الذرة .المجلة الصينية للهندسة الزراعية ، 2015 ، 30 (20): 212-217.
'27' دونغ Yuping ، قاو Mingwang ، الشمس Qixin. محاكاة العناصر المنتهية من سترو الكتلة الحيوية تجمد صب 'J' مجلة جامعة شاندونغ ، 2005 ، 35 (5): 9-13.
'28' سمعة عالية.الكتلة الحيوية فضفاض الصحافة الساخنة صب عنصر محدود المحاكاة وتحليل 'د' جينان: جامعة شاندونغ ، 2004.
'29' شين Shuyun. الكتلة الحيوية الجسيمات صب نموذج حلقة البحث 'D' جينان: جامعة شاندونغ ، 2008.
'30'Iindley J A، Vossoughi M. Physical properties of biomass bri-quettes'J'. Transactions of the ASAE، 1989، 32 (2): 361-366.
'31'Kaliyan N، Morey R V. الموثق الطبيعي وآليات ربط الجسر الصلبة في قوالب الكريات والحبيبات المصنوعة من قشور كوم والتبديل الحشائش'. Biore source Technology، 2011 (101): 1082-1090.
'32' Guo Kangquan، Zhao Dong شكل التشوه والجمع بين الجسيمات أثناء ضغط صب المواد النباتية 'J' مجلة الهندسة الزراعية ، 1995 ، 11 (1): 138-143.
'33' Xu Guangyin، Shen Shengqiang، Hu Jianjun، et al. Experimental study on the microstructure change of straw cold compression molding. Acta Solar، 2010، 33 (3): 273-278.
'34' Tian Luyu، Hou Zhendong، Xu Yang. Research on microstructure of corn straw forming block 'J'. Chinese Journal of Agricultural Machinery، 2011، 42 (3): 105-108.
'35' Huoli Li، Tian Yishui آلية تشكيل مجهري لوقود جسيمات الكتلة الحيوية 'J' ، المجلة الصينية للهندسة الزراعية ، 2011 ، 27 (1): 21-25.
'36' Xing Xianjun، Hu Yunlong، Ma Peiyong، et al. Micro-mechanism of biomass particles 'J'. Energy Renewable Energy، 2015، 33 (5): 921-925.
'37' شنغ Kuichuan ، وو جي.التقدم البحثي في الجودة المادية وتشكيل آلية وقود الكتلة الحيوية ، مجلة الهندسة الزراعية ، 2004 ، 20 (2): 242-245.
'38' Qi Jing، Yu Hongliang الملاحظة الميكروسكوبية لآلية تشكيل جزيئات قشر الأرز 'J' Liaoning Agricultural Sciences، 2009 (6): 49- 50.
'39' WU Yun-yu، DONG Yu-ping، WU Yun-rong. Micro mechanism of biomass solidification molding 'J'. Chinese Journal of Solar Energy، 2011، 32 (2): 268-271.
