Zong Yixiang, Wan Fangxin, Pu Jun, Huang Xiaopeng
Abstract: La situazione attuale della ricerca nazionale e internazionale sul meccanismo di formazione di biomassa pellet, rispettivamente, dalla lavorazione meccanica granulazione modello biomassa, granulazione processo di stampaggio a compressione di stampaggio e il meccanismo microscopico dei tre aspetti sono descritti, ha sottolineato lo stampaggio di biomassa pellet La direzione della ricerca del meccanismo.
carica di alimentazione di biomassa comprendente principalmente paglia, legna, trasformazione e residui forestali, rifiuti solidi urbani, deiezioni animali e colture energetiche, la domanda riguarda un biomasse, mangimi, fertilizzanti, trattamento delle acque reflue, metallurgia delle polveri, celle a combustibile, e carta Campi multipli[1].
La tecnologia di stampaggio a biomassa della biomassa comprime vari tipi di materiali da biomassa con densità inferiore in particelle a forma più densa mediante pressurizzazione [2- 4]Al presente processo, domestico e stampaggio e di stampaggio come principali tecniche direzione di ricerca biomassa granulazione stampaggio, stampaggio umido, stampaggio a compressione, e formando il processo di stampaggio carbonizzazione principale; vite macchina di stampaggio per estrusione, un pistone ariete macchina e la macchina rullo di pressa di stampaggio è ampiamente utilizzato nella apparecchiatura di stampaggio, di stampaggio è diviso anello granulazione dado, testa piana pressa ad estrusione e una macchina a spirale ora studiano processo di stampaggio e apparecchiatura di stampaggio sono fatti progressi significativi , ma lo studio del meccanismo di formazione della biomassa pellet non è sufficiente profondità. meccanismo di formazione della biomassa di granulazione è una parte importante del materiale di studio di stampaggio di granulazione studenti di tecnologia possono biomassa processo di stampaggio a pellet per lo sviluppo e progettazione delle attrezzature di stampaggio E l'ottimizzazione fornisce la base teorica.
1 Stato della ricerca del meccanismo di stampaggio della granulazione della biomassa
Allo stato attuale, la ricerca sul meccanismo di stampaggio della granulazione della biomassa si concentra principalmente sui tre aspetti del modello della meccanica di stampaggio della granulazione, del processo di compressione dello stampaggio della granulazione e del meccanismo di formazione microscopica.
1.1 Stato della ricerca del modello della meccanica di stampaggio della granulazione
Holm et al. [5- 7]Stabilito nel modello meccanico del foro polvere matrice anulare di estrusione legno, forza di pressatura dedotta modello meccanico e il modello meccanico è migliorata, risolvendo così il rapporto di Poisson, il coefficiente di attrito e pre-accoppiati tra loro e una forza Difficile da determinare il problema. Osobov [8]Le particelle di erba sono state utilizzate come materie prime per il test e l'analisi e l'influenza della densità iniziale e del grado di compressione del materiale sull'entità della forza di compressione è stata ottenuta. [9]Si propone che la forza di estrusione sia inversamente proporzionale alla velocità di rotazione dello stampo ad anello Adapa et al. [10]Nelle stesse condizioni di fermentazione, è stata effettuata la prova di contrasto della qualità delle particelle tra la valeriana essiccata e disidratata e il modello di durezza dei granuli di alfalfa è stato stabilito.
Cao Kang et al. [11]Il processo di granulazione dell'estrusione è suddiviso in zona di alimentazione, zona di deformazione, zona di estrusione e analisi meccanica dello stato di sollecitazione della zona di estrusione Wu Jinfeng et al. [12]Gli esperimenti di simulazione del processo di granulazione sono stati condotti su farina di alfalfa con diverse dimensioni delle particelle e sono stati stabiliti modelli matematici per la forza di estrusione e la dimensione e la densità delle particelle di polvere Huang Xiaopeng et al. [13]La progettazione sperimentale ortogonale è stata utilizzata per stabilire un modello matematico di densità di granulazione, forza di estrusione e contenuto di umidità del materiale. [14]Usando la tecnologia di misurazione elettrica, abbiamo ottenuto la conclusione che il cambiamento nella forza radiale e la densità di compressione, la densità iniziale e la velocità di compressione sono strettamente correlati. [15]La forza del materiale nel cilindro dello stampo è stata analizzata, la relazione tra il materiale e la pressione è stata ottenuta e la relazione tra lo stress assiale e lo stress radiale è stata analizzata. Shi Shuijuan et al. [16]Estrusione modello meccanico è stabilito, e finito software di analisi elemento di stampo ad anello, lo stampo ad anello è ottenuta assialmente, il rapporto tra stress e lo spostamento circonferenziale. Wei Zhang et [17]Finite software elemento di stampo ad anello orifizio analisi statica di ottenere la distribuzione della sollecitazione assiale e la deformazione dell'anello orifizio, determinare l'effetto della matrice anulare angolo di foro rastremato di sollecitazione assiale. Kai Wu et [18]Analizzando il processo e il meccanismo di formazione, sono stati stabiliti un modello meccanico del modello ad anello e un modello di coppia, analizzando l'influenza delle proprietà del materiale e dei parametri strutturali sullo stress del modello ad anello.
1.2 Stato della ricerca del processo di compressione dello stampaggio di granulazione
Rehkuglar et al [19]Analisi della variazione del materiale di stampaggio durante l'uso di modelli reologici. Bock, etc. [20]Reologico materiale erba equazione era stress test di compressione, il processo di compressione materiale erba. Effetto di stampaggio a compressione è particelle più grandi di biomassa riempitivo, proprietà reologiche, e caratteristiche di compressione, in cui la pressione, umidità e granulometria È il principale fattore di influenza [21]Bock et al. [22]Si è constatato che durante il processo di granulazione delle particelle di erba, la forza fisica che collega le particelle di erba determina la qualità delle particelle.
Yang Mingzheng et al [23]Sono state studiate le proprietà reologiche dei materiali di paglia Zhong Qixin et al. [24]Analizzando la relazione tra le forze di interazione delle particelle nel processo di compressione, si ottengono i fattori che influenzano la qualità delle particelle Bai Wei et al. [25]Paglia particelle compressione simulazione stampaggio, per processo di compressione ricerca più mirata, la curva caratteristica di stampaggio è suddiviso in quattro sezioni, e un modello matematico di sciolto, compattata e la fase di transizione. Li Yongkui etc. [26]Il metodo degli elementi discreti è stato utilizzato per simulare il processo di compattazione della polvere di mais del gambo e è stato stabilito un modello di analisi ad elementi discreti per il processo di formazione compatto della polvere di gambo di mais. [27]Dalla teoria della meccanica di plasticità modello meccanico del processo di compressione, e finito analisi agli elementi software di simulazione del processo di estrusione, il materiale ottenuto nella variazione del processo di estrusione, rivelando la sollecitazione interna durante la formatura ceppo materia prima Processo di cambiamento. Alta reputazione [28]La simulazione degli elementi finiti è stata eseguita sul campo della temperatura durante il processo di stampaggio e si è ottenuta la legge di distribuzione del campo di temperatura della biomassa durante il processo di stampaggio. [29]Il software ad elementi finiti è stato utilizzato per analizzare la fisica accoppiata della modalità ad anello e si è ottenuta la distribuzione del campo di sollecitazione, deformazione e temperatura della modalità ad anello.
1.3 Stato della ricerca del meccanismo di formazione microscopica
Lindley et al. [30]La coesione interna del prodotto stampato e il tipo di adesivo viene suddiviso nelle seguenti cinque categorie: ① bridging particolato solido o ponte; non coesione ② recitazione legante muoversi liberamente; ③ liberamente mobile tensione superficiale e pressione capillare del liquido; ④ tra particelle l'attrazione molecolare o attrazione elettrostatica; ⑤ riempimento o montato tra le particelle solide che essi prime caratteristiche materiale combustione di questi tipi di adesivi possono essere utilizzati per spiegare il meccanismo di formazione del tipo all'interno kaliyam simili. [31]Si è riscontrato che la modalità di legame tra le particelle solide sono prevalentemente costituita da colmare un legante naturale (cellulosa, proteine).
diritti Guo Kang, ecc [32]Misurata a diverse particelle al diametro medio delle particelle di due condizioni di stampaggio, per ottenere il diametro particellare medio delle particelle rapporto due condizioni di stampaggio, forma legata tra le particelle osservate al microscopio, la creazione di un modello di legame micro-particelle. India come Xu [33]Da cambiamenti microstrutturali prima e dopo il confronto Tre paglia compressa, ottenuto microscopiche particelle di paglia stampaggio modo vincolante proposto condizione compressione ottimale. Tianxiao Yu et [34]Paglia microstruttura delle particelle è stata osservata in diverse condizioni di stampaggio, analisi del rapporto tra la microstruttura e le condizioni di stampaggio, gli studi dimostrano che la combinazione tra le particelle di paglia in forma di particelle mosaico principalmente meccanica, adesivi a base naturale bonding. Huoli Li et [35]In confronto di materiali diversi, diverse fasi della morfologia materiale e forma legati alle particelle, ottenute particelle microscopiche del meccanismo di formazione di combustibili da biomassa compressione a livelli può essere diviso in strato centrale, strato di passaggio e la compressione superficiale. Xingxian giugno et [36]studio osservazionale della morfologia delle particelle di biomassa nel processo di stampaggio, la macchina di stampaggio piatto die per esplorare la zona di alimentazione, la linea di contatto tra la forma legata, zona compatta, la zona globuli particelle formatura. Qi Jing et [37]Il guscio particella meccanismo di formazione di micro legatura di una forma fisica, studi hanno dimostrato che 'velato' tra la principale forma di buccia di riso grezzo legato fisicamente. Shengkui Chuan et [38]Studio sulla vista macro e microscopica del meccanismo stampaggio della biomassa, l'effetto delle condizioni di stampaggio sulla qualità fisica delle particelle da una prospettiva macro, analizzato il rapporto tra le qualità particella e particella caratteristiche, caratteristiche biochimiche e le potenziali caratteristiche del livello micro. Wuyun Yu et [39]Biomassa contatto meccanico stabilito modello geometrico, per determinare la relazione matematica tra il rullo e la superficie conica pressione positiva materie prime, l'analisi microscopica del meccanismo molecolare di energia elettrochimica e meccanismo microscopico, si descrive un processo di stampaggio a compressione temperatura compressione E l'importanza della ragione per l'aumento dell'energia e della densità della biomassa che forma i combustibili.
2 Ricerca e prospettiva del meccanismo di stampaggio per granulazione di biomassa
Dallo stato di ricerca, la ricerca sul meccanismo di formazione di biomassa pellet fatto grandi progressi nello studio del modello meccanico, la creazione di una serie di modelli matematici e Modello a coppia sulle proprietà meccaniche del stampo ad anello, nello studio del processo di compressione, in merito studiare le proprietà meccaniche dei materiali e delle proprietà reologiche hanno fatto grandi progressi; nello studio del meccanismo di formazione microscopico rivela la modalità di legame tra i diversi materiali che formano le particelle microscopiche e struttura particellare, inizialmente stabilito una transizione dal macro al micro stampaggio Meccanismi Questi risultati di ricerca forniscono una base teorica per la formulazione dei processi di granulazione della biomassa e l'ottimizzazione delle attrezzature di stampaggio, in futuro dovranno essere approfonditi i seguenti aspetti.
Particolato (1) granulazione STAMPAGGIO i materiali utilizzati sono principalmente di non continui multimediali, meccanica non continui applica all'analisi meccanica della particelle di biomassa presente studio teorico di supporti non continua non è sufficiente profondità, al fine di più pienamente Per rivelare le proprietà meccaniche dei materiali nel processo di granulazione, la teoria meccanica dei media discontinui dovrebbe essere perfezionata.
(2) Sono state condotte ricerche approfondite sul modello meccanico dello stampaggio a biomassa della granulazione e sono stati stabiliti molti modelli di meccanica di estrusione, ma questi modelli meccanici sono basati su un singolo materiale e in determinate condizioni di compressione. Ci sono molte differenze e ci sono anche grandi differenze nelle condizioni di stampaggio e compressione, per cui è necessario stabilire un modello di meccanica di estrusione del materiale più adattabile e un modello matematico.
(3) Attualmente, nella ricerca di stampaggio e processo di compressione della biomassa, solo un singolo campo fisico è stato simulato numericamente, come campo di pressione, campo di temperatura o campo di velocità, ecc. A causa della complessità, della variabilità e sistematico, e quindi non solo una singola analisi campo fisico non può riflettere globalmente modifiche sostanziali del processo di stampaggio granulazione, la necessità di multi-fisica campo dell'analisi di accoppiamento. in secondo luogo, gli studi di processo di compressione biomassa focalizzata sulla reologica In termini di caratteristiche accademiche e proprietà meccaniche, è necessaria una ricerca approfondita sulle caratteristiche delle particelle, sulle caratteristiche biochimiche e sulle proprietà elettriche nel processo di compressione.
(4) microscopica meccanismo di formatura principalmente granulato biomassa caratterizzazione microscopica delle particelle di biomassa prima e dopo aspetti compressione della sua struttura interna, sotto forma di legame tra le particelle solo fare alcune analisi qualitativa L'analisi qualitativa e quantitativa in combinazione con È solo in grado di interpretare il meccanismo di micro-shaping in modo più completo ed è più facile esplorare l'influenza della struttura microscopica delle particelle e la combinazione di particelle sulla qualità della granulazione.
(5) Studi sul meccanismo di formazione della biomassa granulazione focalizzato a livello fisico, lo studio di modo legame chimico tra la particella processo di formatura e modificare la composizione chimica del materiale è ancora nella sua infanzia. Per una migliore comprensione del meccanismo di stampaggio granulazione , La combinazione di fisica e chimica richiede una ricerca approfondita sulla tecnologia di stampaggio della granulazione.
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