Zong Yixiang, Wan Fangxin, Pu Jun, Huang Xiaopeng
Résumé: La situation actuelle de la recherche nationale et internationale sur le mécanisme de formation de la granulation de la biomasse, respectivement, de mise en forme granulation de la biomasse du modèle mécanique, procédé de moulage par compression de moulage par granulation et le mécanisme microscopique des trois aspects sont décrits, il a souligné le moulage de granulation de la biomasse La direction de la recherche du mécanisme.
charge d'alimentation de biomasse comprenant principalement de la paille, du bois de chauffage, de traitement et de résidus forestiers, les déchets solides municipaux, le fumier et les cultures énergétiques, la demande se rapporte à une énergie de la biomasse, aliments pour animaux, les engrais, le traitement des eaux usées, la métallurgie des poudres, des piles à combustible, et du papier Plusieurs champs[1].
La technologie de moulage par granulation de biomasse comprime divers types de matériaux de biomasse ayant une densité plus faible en particules de forme plus dense en les pressurisant [2- 4]À l'heure actuelle, le processus interne et le moulage et le dispositif de moulage en tant que principales techniques de moulage de granulation de la biomasse dans la direction de la recherche, le moulage par voie humide, le moulage par compression, et formant le principal procédé de carbonisation de moulage; visser machine de moulage par extrusion, un piston de vérin machine et la machine de moulage de rouleaux de presse est largement utilisé dans l'appareil de moulage, le dispositif de moulage est bague divisée en granulant filière, machine de moulage par extrusion à filière plate et une machine à spirale étudient actuellement procédé de moulage et de moulage sont réalisées des progrès significatifs , mais l'étude du mécanisme mécanisme de formation de pastillage de la biomasse n'est pas assez de profondeur. de formation de granulation de la biomasse est une partie importante du matériel d'étude des étudiants en technologie de moulage de granulation peut biomasse procédé de moulage par pastillage à développer et à la conception des équipements de moulage Et l'optimisation fournit la base théorique.
1 Statut de recherche du mécanisme de moulage de granulation de biomasse
À l'heure actuelle, la recherche sur le mécanisme de moulage de granulation de biomasse se concentre principalement sur les trois aspects du modèle de la mécanique de moulage de granulation, le processus de compression de moulage de granulation et le mécanisme de formation microscopique.
1.1 Statut de recherche du modèle de mécanique de moulage par granulation
Holm et al. [5- 7]Établi dans le modèle mécanique du trou de filière annulaire d'extrusion de la poudre de bois, une force de pression déduite modèle mécanique et le modèle mécanique est améliorée, ce qui résout le coefficient de Poisson, le coefficient de frottement et de pré-couplée à l'autre et une force Difficile de déterminer le problème Osobov [8]Les particules d'herbe ont été utilisées comme matières premières pour les tests et l'analyse, et l'influence de la densité initiale et du degré de compression du matériau sur l'amplitude de la force de compression a été obtenue. [9]Il est proposé que la force d'extrusion soit inversement proportionnelle à la vitesse de rotation de la matrice annulaire Adapa et al. [10]Dans les mêmes conditions de brassage, le test de contraste de qualité des particules entre la valériane séchée et déshydratée a été réalisé, et le modèle de dureté des granules de luzerne a été établi.
Cao Kang et al. [11]Le processus de granulation par extrusion est divisé en zone d'alimentation, zone de déformation, zone d'extrusion et analyse mécanique de l'état de contrainte de la zone d'extrusion Wu Jinfeng et al. [12]Pour différentes tailles de particules de farine de luzerne a été procédé de simulation en granulés, un modèle mathématique et la taille des particules d'extrusion la force, la densité. ROQUETTES etc. [13]La conception expérimentale orthogonale a été utilisée pour établir un modèle mathématique de la densité de granulation, de la force d'extrusion et de la teneur en humidité du matériau. [14]En utilisant la technologie de mesure électrique, nous avons obtenu la conclusion que le changement de la force radiale et la densité de compression, la densité initiale et la vitesse de compression sont étroitement liés. [15]Forcer le matériau dans le cylindre matrice ont été analysées et la relation entre le matériau et la pression, et analyse la relation entre la contrainte axiale et la contrainte radiale. Shi et Shuijuan [16]Extrusion modèle mécanique est établie, et un logiciel d'analyse par éléments finis pour moule annulaire, le moule en anneau est obtenu axialement, la relation entre la contrainte et le déplacement circonférentiel. Wei Zhang et [17]anneau d'orifice de filière de logiciel d'éléments finis d'analyse statique afin d'obtenir la répartition de la contrainte axiale et la déformation de l'anneau d'orifice, la détermination de l'effet de la filière annulaire angle de conicité du trou de contrainte axiale. Kai Wu et [18]En analysant le processus et le mécanisme de formation, nous avons établi un modèle mécanique de modèle annulaire et un modèle de couple, en analysant l'influence des propriétés du matériau et des paramètres structuraux sur la contrainte du modèle en anneau.
1.2 État de la recherche sur le procédé de compression par moulage par granulation
Rehkuglar et al [19]Le modèle de mécanique rhéologique a été utilisé pour analyser la variation des matériaux dans le processus de formation Bock et al. [20]matériau herbe équation rhéologique a été les résultats des tests de résistance à la compression, le processus de compression un matériau d'herbe. Effet de moulage par compression est de plus grandes particules de biomasse propriétés de remplissage, les propriétés rhéologiques, et des caractéristiques de compression, dans lequel la pression, la teneur en humidité et la taille des particules Est le principal facteur d'influence [21]Bock et al. [22]Trouvé particules d'herbe dans le processus de granulation, la force physique est connecté entre les particules de poudre détermine la masse des particules.
Yang Mingzheng et al [23]Les propriétés rhéologiques des matériaux de paille ont été étudiées: Zhong Qixin et al. [24]En analysant la relation entre l'interaction de compression de particules dans le matériau lors du tirage des facteurs affectant la qualité des particules. Wei, blanc [25]les particules de paille simulation de moulage par compression, pour le procédé de compression de recherche plus ciblée, la courbe caractéristique de moulage est divisé en quatre sections, et un modèle mathématique du meuble, compactée et la phase de transition. Li Yongkui etc. [26]Application du procédé de formage à la presse de la poudre de tige de maïs de la méthode des éléments discrets a été simulé, pour établir une poudre de tige de maïs modèle d'élément discret procédé de moulage compact. Dong Yuping etc. [27]De la théorie de la mécanique du modèle mécanique de la plasticité du processus de compression, et l'analyse par éléments finis logiciel de simulation du processus d'extrusion, le matériau obtenu dans la variante du procédé d'extrusion, révélant la contrainte interne pendant la formation déformation de la matière première Changer le processus. Haute réputation [28]Le champ de température pendant le moulage simulation par éléments finis, pour obtenir la répartition du champ de température au cours du moulage des matières premières. Shen Shuyun [29]logiciel d'éléments finis pour analyser une filière annulaire couplée à une pluralité de champs physiques, la distribution du moule de bague pour obtenir la contrainte-déformation globale et la distribution de la température.
1.3 Statut de recherche du mécanisme de formation microscopique
Lindley et al. [30]La cohésion interne du produit moulé et le type de colle est divisé en cinq catégories suivantes: ① pontage de particules solides ou de bridge, liant non cohésion ② à action de se déplacer librement, la tension de surface ③ librement mobile et de la pression capillaire du liquide; ④ entre les particules L'attraction moléculaire ou l'attraction électrostatique; 5 le remplissage ou l'ajustement entre des particules solides: ils croient que les caractéristiques de la combustion de la biomasse peuvent être utilisées pour expliquer le mécanisme de moulage interne Kaliyan et al. [31]Il a été constaté que la liaison entre les particules était principalement pontée par des solides formés par des liants naturels (cellulose, protéines).
Guo Kangquan et al [32]Mesurée à différentes particules au diamètre moyen des particules des deux conditions de moulage, afin d'obtenir le diamètre moyen des particules de la relation particule deux conditions de moulage, sous forme liée entre les particules observées au microscope, la création d'un modèle de liaison de micro-particules. Xu Inde-like [33]En comparant les changements de la microstructure des trois types de paillettes avant et après compression, la méthode de micro-combinaison des particules de paillis a été obtenue, et les conditions de compression optimales ont été proposées.Tian Yuyu et al. [34]microstructure des particules de paille a été observée dans des conditions de moulage, l'analyse de la relation entre la microstructure et les conditions de moulage, les études montrent que la combinaison entre les particules de paille dans la forme de particules mosaïque essentiellement mécanique, la liaison des adhésifs à base naturelle. Huoli Li et [35]Par comparaison de différents matériaux, différentes étapes de la morphologie matériau et la forme liée aux particules, obtenu des particules microscopiques du mécanisme de formation de combustibles de biomasse compression en couches peut être divisé en la couche centrale, la couche de transition et la compression de surface. Xingxian juin et [36]étude d'observation de la morphologie des particules de biomasse dans le processus de moulage, la machine de moulage à filière plate pour explorer la zone d'alimentation, la ligne de contact entre la forme liée, la zone compactée, la zone de formation des globules de particules. Qi Jing et [37]Le mécanisme de formation microscopique des granules de la coque de riz a été analysé à partir de la forme de la combinaison physique.Les études ont montré que les «piliers» sont la principale forme de liaison physique entre les matières premières de la balle de riz. [38]Etude sur la vue macro et microscopique du mécanisme de moulage de la biomasse, l'effet des conditions de moulage sur la qualité physique des particules à partir d'un point de vue macro, analyser la relation entre les caractéristiques de qualité des particules et de particules, les caractéristiques biochimiques et des caractéristiques potentielles de micro-niveau. Wuyun Yu et [39]La biomasse contact mécanique établie modèle géométrique, afin de déterminer la relation mathématique entre le cylindre d'impression et le biseau de la surface de pression positive de matières premières, l'analyse microscopique du mécanisme moléculaire de l'énergie électrochimique et le mécanisme microscopique, on décrit un procédé de moulage par compression de la température de compression Et l'importance de la raison de l'augmentation de l'énergie et de la densité des combustibles de formation de la biomasse.
2 Recherche et perspective du mécanisme de moulage de granulation de la biomasse
De l'état de la recherche, la recherche sur le mécanisme de formation de pastillage de la biomasse a fait de grands progrès dans l'étude du modèle mécanique, la mise en place d'un certain nombre de modèles mathématiques et modèle de couple sur les propriétés mécaniques du moule annulaire, dans l'étude du processus de compression, à propos de étudier les propriétés mécaniques des matériaux et des propriétés rhéologiques ont beaucoup progressé, dans l'étude du mécanisme de formation microscopique révèle le mode de liaison entre les différents matériaux formant des particules microscopiques et de la structure des particules, d'abord établi une transition à partir de la macro au micro moulage Mécanismes: Ces résultats de recherche fournissent une base théorique pour la formulation de procédés de granulation de la biomasse et l'optimisation des équipements de moulage.A l'avenir, les aspects suivants doivent être étudiés en profondeur.
Particules (1) le moulage de la granulation des matériaux utilisés sont pour la plupart des supports non continus, mécanique non continus applique à l'analyse mécanique des particules de biomasse présente étude théorique des milieux non continu ne suffit pas de profondeur, afin de mieux Pour révéler les propriétés mécaniques des matériaux dans le processus de granulation, la théorie mécanique des milieux discontinus devrait être perfectionnée.
(2) pour le moulage de la biomasse modèle mécanique pastillage beaucoup de recherches, et la mise en place d'un certain nombre de modèles de mécanique d'extrusion, mais ces modèles mécaniques sont construits dans un seul matériau et de l'état de compression spécifique due à un matériau de moulage de granulation utilisé variété, ses conditions de moulage par compression, il y a une grande différence, il est nécessaire d'établir extrusion d'adaptation plus vaste et la mécanique des modèles mathématiques.
(3) granuler la biomasse présente dans le moulage par compression de l'étude, seul un champ physique unique est simulé, tels que les champs de pression et de température, ou de la vitesse, etc. En raison de la complexité du procédé de moulage de granulation, la variabilité et systématique, et donc faire seulement une analyse de champ physique ne peut refléter complètement les changements importants du processus de moulage par granulation, la nécessité pour le champ d'analyse de couplage multi-physique. en second lieu, études de processus de compression de la biomasse concentrée sur rhéologique En termes de caractéristiques académiques et de propriétés mécaniques, des recherches approfondies sont nécessaires sur les caractéristiques des particules, les caractéristiques biochimiques et les propriétés électriques dans le processus de compression.
(4) formant mécanisme microscopique biomasse granulée principalement caractérisation microscopique des particules de biomasse avant et après les aspects de compression de sa structure interne, sous la forme de liaison entre les particules il suffit de faire une analyse qualitative L'analyse qualitative et quantitative en combinaison avec pour être en mesure d'interpréter le mécanisme microscopique de formation d'une plus complète, la macro et micro combinées sont plus propices à explorer les effets de morphologie entre les particules et la microstructure de la forme liée aux particules de la qualité des granulés.
(5) les études sur le mécanisme de formation de la biomasse de granulation mis l'accent sur le plan physique, l'étude de la manière de liaison chimique entre le procédé de formation de particules et de modifier la composition chimique de la matière est encore à ses balbutiements. Pour une meilleure compréhension du mécanisme de moulage de granulation La combinaison de la physique et de la chimie nécessite des recherches approfondies sur la technologie de moulage par granulation.
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