Zong Yixiang, 완 Fangxin, 푸 Jun, 황 Xiaopeng
개요 : 각각 매스 펠렛의 형성 메카니즘에 국내외 연구의 현황 기계적 모델 매스 과립, 과립 화, 성형, 압축 성형 공정 및 세 측면의 현미경 장치를 형성에서 설명되고, 이는 바이오 매스 펠렛의 성형 지적 메커니즘의 연구 방향.
주로 짚, 장작 처리 및 임업 잔기 도시 고형 폐기물, 동물 분뇨 에너지 작물을 포함하는 바이오 매스 원료는, 애플리케이션은 바이오 에너지, 사료, 비료, 하수 처리, 분말 야금, 연료 전지, 및 종이에 관한 여러 필드[1].
바이오 매스 육화 성형 기술은 가압에 의해 더 밀도가 낮은 다양한 종류의 바이오 매스 물질을 밀도가 높은 입자로 압축합니다. [2- 4]현재 국내외 바이오 매스 육 성형 기술의 주류 연구 방향은 성형 공정 및 성형 장비이며 습식 압축 성형, 열간 압축 성형 및 탄화 성형이 주요 성형 기술로 나선형 압출 성형기, 피스톤 스탬핑 성형기는 롤 몰드, 플랫 몰드 및 나선형 압출 성형기로 나뉘어져 있으며 성형 공정 및 성형 장비 분야에서 상당한 발전이있었습니다. 하지만 바이오 매스 펠렛의 형성 메커니즘의 연구는 충분한 깊이가 아닙니다. 바이오 매스 과립 형성 메커니즘이 기술을 학생들이 개발 및 성형 장비 설계하는 펠렛 성형 공정을 바이오 매스 수있는 연구 자료 과립 성형의 중요한 부분입니다 그리고 최적화는 이론적 근거를 제공합니다.
1 바이오 매스 육묘 성형 메커니즘 연구 현황
현재, 바이오 매스 과립 성형의 메커니즘에 관한 연구는 주로 과립 성형 메커니즘 모델, 조립 성형 압축 공정 및 미세 성형 메커니즘의 세 가지 측면에 초점을 맞추고있다.
1.1 조립 성형 메커니즘의 연구 현황
Holm et al. [5- 7]링 몰드 홀에서의 목재 분말 압출의 기계적 모델을 확립하였고, 압출력 역학 모델을 추론하였고, 기계적 모델을 개선하여 포아송 비, 마찰 계수 및 예비 힘을 풀었다. 문제를 파악하는 것이 어렵습니다. [8]잔디 입자는 시험 및 분석을위한 원료로 사용되었고 압축력의 크기에 대한 재료의 초기 밀도 및 압축 정도의 영향이 얻어졌다 .Rolfe et al. [9]압출 력은 링 다이의 회전 속도에 반비례한다고 제안되었다 .Adapa et al. [10]동일한 양조 조건 하에서, 건조 및 탈수 발레 리아 누의 입자 품질 대조 시험을 실시하고, 알팔파 과립의 경도 모델을 확립 하였다.
Cao Kang 외. [11]압출 과립 공정은 공급 구역, 변형 구역, 압출 구역 및 압출 구역의 응력 상태에 대한 기계적 분석으로 나뉘어진다. Wu Jinfeng et al. [12]과립 화 공정 시뮬레이션 실험은 입자 크기가 다른 알팔파 식사에서 수행되었으며, 압출 력과 분말 입자 크기 및 밀도에 대한 수학적 모델이 확립되었다. [13]직교 실험 설계를 사용하여 과립 밀도, 압출 력 및 재료 수분 함량에 대한 수학적 모델을 수립했습니다. [14]전기 측정 기술을 사용하여, 반경 방향 힘 및 압축 밀도, 초기 밀도 및 압축 속도의 변화가 밀접하게 관련되어 있다는 결론을 얻었다. [15]다이 실린더에서 재료의 힘을 분석하고, 재료와 압력 사이의 관계를 구하였고, 축 방향 응력과 반경 방향 응력의 관계를 분석 하였다 .Shi Shuijuan et al. [16]압출 역학 모델을 수립하고, 유한 요소 소프트웨어를 사용하여 링 모드를 분석하였으며, 축 방향 모드, 원주 방향 응력 및 변위 간의 관계가 얻어졌다. [17]유한 요소 소프트웨어를 사용하여 링 몰드 구멍의 정적 해석에 사용하여 링 몰드 구멍의 축 방향 응력과 변형의 분포 법칙을 얻었습니다. 링 몰드 구멍 테이퍼 각도가 축 방향 응력에 미치는 영향이 결정되었습니다. [18]성형 과정과 메커니즘을 분석하여 링 모델의 기계적 모델과 토크 모델을 수립하였으며, 링 모델 응력에 대한 재료 특성 및 구조 파라미터의 영향을 분석 하였다.
1.2 조형 압축 공정의 연구 현황
Rehkuglar 외 [19]레올 로지 역학 모델은 성형 공정에서 재료의 변화를 분석하는 데 사용되었습니다 .Bock et al. [20]잔디 재료의 압축 응력 시험을 실시하여 잔디 재료의 압축 공정의 유변학 적 방정식을 얻었으며, 바이오 매스 압축 성형에 미치는 가장 큰 영향은 입자의 충전 특성, 유변학 적 성질 및 압축 특성이며, 그 중 압력, 수분 함량 및 입자 크기 주요 영향 인자 [21]Bock et al. [22]잔디 입자의 과립 화 과정에서 잔디 입자를 연결하는 물리적 힘이 입자 품질을 결정한다는 것이 밝혀졌습니다.
양 명조 외 [23]짚 재료의 유변학 적 특성을 연구 하였다. Zhong Qixin et al. [24]압축 과정에서 입자의 상호 작용력 사이의 관계를 분석함으로써 입자 품질에 영향을 미치는 요인이 얻어진다 .Bai Wei et al. [25]밀짚 과립은 압축 성형 시뮬레이션 실험을 거쳤다. 압축 과정을 더 구체적으로 연구하기 위해 성형 특성 곡선을 4 개의 섹션으로 나누고 루즈, 트랜지션 및 압축 단계에 대한 수학적 모델을 확립했다. [26]이산 요소 법을 사용하여 옥수수 스토킹 파우더의 압축 과정을 시뮬레이션하였고 옥수수 스토킹 파우더의 콤팩트 형성 과정을위한 이산 요소 해석 모델을 확립했다. [27]압축 과정의 역학 모델은 소성 이론의 관점에서 확립되었으며, 유한 요소 분석 소프트웨어는 압출 공정 동안 재료의 변화 법칙을 얻기 위해 압출 공정을 시뮬레이션하여 성형 공정 중 바이오 매스의 내부 응력과 변형을 나타냅니다. 프로세스 변경, 높은 평판 [28]성형 공정 중 온도 장에 대해 유한 요소 시뮬레이션을 수행하였고, 성형 공정 중 바이오 매스의 온도 장의 분포 법칙을 얻었다. [29]링 모드의 결합 물리학을 분석하기 위해 유한 요소 소프트웨어가 사용되었고, 링 모드의 응력, 변형률 및 온도 필드의 분포가 얻어졌다.
1.3 현미경 형성 메커니즘 연구 현황
Lindley et al. [30]비 - 응집성 ② 자유롭게 이동할 바인더 작용, ③ 자유롭게 이동 가능한 표면 장력의 액체의 모세관 압력, ④ 입자 간의 ① 고체 미립자 브릿지 또는 브릿지 : 성형품 및 접착제의 종류의 내부 응집력은 다음의 다섯 가지로 나누어진다 분자 흡착 또는 정전 인력 5 고체 입자 사이의 충진 또는 피팅 이들은 바이오 매스 연소 특성이 내부 성형 메커니즘을 설명하는 데 사용될 수 있다고 믿는다 Kaliyan et al. [31]입자 사이의 결합은 주로 천연 바인더 (셀룰로오스, 단백질)에 의해 형성된 고형물에 의해 가교된다는 것을 발견했다.
구오 캉쿤 외 [32]현미경으로 관찰하여, 입자 간의 입자 관계 개의 성형 조건의 평균 입경, 결합 형태를 얻기 위해, 두 성형 조건의 평균 입자 직경이 상이한 입자에서 측정 된 미세 입자 결합 모델의 확립. 인도 형상 쑤 [33]압축 전후의 3 종류의 스트로크의 미세 구조 변화를 비교함으로써 스트로우 성형 입자의 미세 조합법을 얻었으며 최적의 압축 조건을 제안 하였다. [34]스트로 입자 미세 상이한 성형 조건 하에서 관찰하고, 미세과 성형 조건의 관계의 분석은 연구에서 보여 그 입자의 형태는 주로 기계적 모자이크 천연 계 접착제 본딩. Huoli 리튬 등의 스트로우 입자 간의 결합 [35]상이한 재료, 재료 형태 및 입자 - 결합 된 형태의 다른 단계의 비교에 의해, 계층화 된 압축 중심 층, 전이 층 표면 압축으로 나눌 수있다 바이오 연료의 형성 메커니즘의 미세한 입자를 얻을. Xingxian 6 월 등을 [36]성형 공정에서의 바이오 매스 입자의 형태의 관찰 연구 플랫 다이 성형기의 공급 구역, 결합 된 형태의 닙, 압축 영역, 입자 구체 형성 영역을 탐색한다. 치 징 등을 [37]벼 품어의 미세한 형성 메커니즘을 물리적 결합 형태로 분석하였으며, 연구 결과에 따르면 벼와 껍질 사이의 물리적 결합의 주요 형태는 '기둥 (pillar)'이다. [38]바이오 매스, 매크로 관점에서, 입자의 물리적 품질 성형 조건의 영향을 성형기구의 매크로 및 마이크로 적 연구는 입자 품질 및 입자 특성, 생화학 적 특성 및 마이크로 레벨의 전위 특성 간의 관계를 분석 하였다. Wuyun 유 등 [39]매스 기계적 접촉이 플래 튼 롤러 및 정압면 경사 원료 사이의 수학적 관계를 결정하는 기하학적 모델을 확립, 전기 에너지와 미세기구의 분자기구의 현미경 분석, 그것은 압축 온도 압축 성형 방법을 개시 그리고 바이오 매스 형성 연료의 에너지와 밀도 증가에 대한 이유의 중요성.
2 바이오 매스 과립 형성 메카니즘 연구 및 전망
연구 상태에서, 바이오 매스 펠렛의 형성 메커니즘에 대한 연구는 기계적 모델, 수학적 모델 링 몰드의 기계적 특성에 대한 토크 모델의 숫자의 설립의 연구에 큰 진전을, 압축 과정의 연구에 대한 큰 진전 만든 재료 및 유동 학적 특성의 기계적 특성을 연구 미시적 형성 메카니즘의 연구에 다른 물질이 미세 입자의 입자 구조를 형성 사이의 결합 모드 밝혀 초기 미세 성형 매크로로부터의 전이를 확립 메커니즘이 연구 결과는 바이오 매스 과립 화 공정의 형성과 성형 장비의 최적화에 대한 이론적 토대를 제공하며, 향후 다음과 같은면을 심도있게 연구해야한다.
미립자 (1) 과립이 사용되는 재료는 주로 불연속 미디어, 비 연속체 역학있는 불연속 미디어의 매스 입자 본 이론적 연구의 기계적 분석에 적용 성형하기 위해 충분한 깊이가 아닌 더 완전히 과립 공정에서 재료의 기계적 성질을 밝히기 위해서는 불연속 매체의 기계 이론을 완성해야합니다.
(2) 기계적 모델 연구를 많이 펠렛 바이오 매스 및 압출 역학 모델의 숫자의 설립을 성형하지만 인해 과립 성형 재료 모델은 단일 물질 및 특정 압축 상태로 내장되어 이러한 기계를 사용 많은 차이가 있으며, 성형 및 압축 조건에도 큰 차이가 있으므로,보다 유연한 재료 압출 역학 모델과 수학 모델을 확립해야합니다.
(3) 연구의 압축 성형에 존재하는 미생물을 과립 화하는 것은, 단지 하나의 물리적 필드 등으로 인해 조립 성형 공정의 복잡성, 가변성 등등 압력 및 온도 필드 또는 속도와 같은 시뮬레이션 체계적인, 따라서 포괄적으로 과립 성형 공정의 재료 변경을 반영 할 수없는 단일 물리적 필드를 분석 할 멀티 물리학 결합 분석 분야의 필요성이. 둘째로, 바이오 압축 처리의 연구 유변학 집중 학문적 특성과 기계적 특성면에서 압축 과정에서의 입자 특성, 생화학 적 특성 및 전기적 특성에 대한 깊은 연구가 필요합니다.
(4) 미세은 입자 사이의 결합의 형태로 이전과 내부 구조의 압축 양태 후기구를 매스 입자 주로 조립 매스 미시적 특성을 형성하는 것은 좀 정성 분석을 조합하여 정성 및 정량 분석을 수행 마이크로 쉐이핑 메커니즘을보다 포괄적으로 해석 할 수있을뿐만 아니라 입자의 미세 구조와 입자의 조합이 입자 화 품질에 미치는 영향을 탐구하는 데보다 도움이됩니다.
물리적 레벨에 집중 조립 매스의 형성 메커니즘 (5) 연구는 입자 간의 화학적 결합 방식의 연구 형성 공정 및 재료의 화학 성분은 아직 초기 단계에 변화. 과립 성형기구의 명확한 이해를 위해 물리학과 화학의 결합은 과립 성형 기술에 대한 심층 연구가 필요합니다.
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