Zong Yixiang, Wan Fangxin, Pu Jun, Huang Xiaopeng
Resumen: La situación actual de la investigación nacional e internacional en el mecanismo de formación de la granulación de la biomasa, respectivamente, de la conformación mecánica de granulación modelo de biomasa, el proceso de moldeo por compresión moldeo de granulación y el mecanismo microscópico de los tres aspectos se describen, señaló el moldeo de granulación biomasa La dirección de investigación del mecanismo.
materia prima de biomasa que comprende principalmente paja, leña, procesamiento y residuos forestales, residuos sólidos municipales, estiércol y cultivos energéticos, la solicitud se refiere a una energía de la biomasa, piensos, fertilizantes, tratamiento de aguas residuales, metalurgia de polvo, las células de combustible, y papel Múltiples campos[1].
La tecnología de moldeo por granulación de biomasa comprime varios tipos de materiales de biomasa con menor densidad en partículas de forma más densa mediante la presurización [2- 4]Al proceso presente, nacional y de moldeo y el aparato de moldeo como principales técnicas de dirección de investigación biomasa de granulación, moldeo en húmedo, moldeo por compresión, y que forma el principal proceso de moldeo por carbonización; tornillo de la máquina de moldeo por extrusión, un pistón ram máquina y la máquina de moldeo rodillo de prensa se utiliza ampliamente en el aparato de moldeo, el aparato de moldeo está dividido anillo de granulación, matriz plana máquina de moldeo por extrusión y una máquina espiral ahora estudian proceso de moldeo y aparato de moldeo se realizan avances significativos , pero el estudio del mecanismo de formación de granulación biomasa no es suficiente profundidad. mecanismo de formación de granulación biomasa es una parte importante de la moldura de granulación material de estudio a los estudiantes de tecnología pueden biomasa proceso de moldeo por granulación a desarrollar y diseñar un equipo de moldeo Y la optimización proporciona la base teórica.
1 Estado de la investigación del mecanismo de moldeo de granulación de biomasa
En la actualidad, la investigación sobre el mecanismo de moldeo de granulación de biomasa se centra principalmente en los tres aspectos del modelo de mecánica de moldeo de granulación, el proceso de compresión de moldeo de granulación y el mecanismo de formación microscópica.
1.1 Estado de la investigación del modelo de mecánica de moldeo de granulación
Holm et al. [5- 7]Establecido en el modelo mecánico de agujero de madera en polvo extrusión anillo de matriz, la fuerza de presión deducida modelo mecánico y el modelo mecánico se mejora, la resolución de este modo la relación de Poisson, el coeficiente de fricción y pre-acoplados entre sí y una fuerza Difícil de determinar el problema. Osobov [8]partículas de hierba como un comenzar los ensayos de materiales y análisis, la densidad inicial del material y el grado de compresión de la influencia de una magnitud de la fuerza de compresión. Rolfe et [9]Se propone que la fuerza de extrusión es inversamente proporcional a la velocidad de rotación del dado de anillo. Adapa et al. [10]En las mismas condiciones de fabricación, se llevó a cabo la prueba de contraste de calidad de partícula entre valeriana seca y deshidratada, y se estableció el modelo de dureza de los gránulos de alfalfa.
Cao Kang y otros [11]El proceso de moldeo por extrusión de granulación está dividida en la zona de alimentación, la zona de deformación de prensado, zona de moldeo por extrusión, y moldeo por extrusión del estado de tensión de la zona de análisis mecánico. Wujin Feng et [12]Para diferentes tamaños de partícula de harina de alfalfa se granuló proceso de simulación, una fuerza modelo matemático y tamaño de partícula de extrusión, la densidad. ROCKETS etc. [13]Se utilizó el diseño experimental ortogonal para establecer un modelo matemático de densidad de granulación, fuerza de extrusión y contenido de humedad del material. [14]Utilizando la tecnología de medición eléctrica, obtuvimos la conclusión de que el cambio en la fuerza radial y la densidad de compresión, la densidad inicial y la velocidad de compresión están estrechamente relacionadas. [15]Forzar el material en el cilindro de troquel se analizaron y la relación entre el material y la presión, y se analiza la relación entre la tensión axial y tensión radial. Shi et Shuijuan [16]se establece Extrusion modelo mecánico, y el software de análisis de elementos finitos para el molde de anillo, se obtiene el molde de anillo axialmente, la relación entre el estrés y el desplazamiento circunferencial. Wei Zhang et [17]anillo de orificio Finite elemento de software troquel análisis estático para obtener la distribución de la tensión axial y la deformación del anillo de orificio, para determinar el efecto del anillo de morir ángulo orificio cónico de la tensión axial. Kai Wu et [18]Al analizar el proceso y el mecanismo de conformado, se establecieron un modelo mecánico de anillo y un modelo de torque, y se analizó la influencia de las propiedades del material y los parámetros estructurales sobre el estrés del modelo de anillo.
1.2 Estado de la investigación del proceso de compresión de moldeo de granulación
Rehkuglar y otros [19]El modelo de la mecánica reológica se utilizó para analizar la variación de los materiales en el proceso de formación Bock et al. [20]material de ecuación hierba reológico era resultados de la prueba de estrés de compresión, el proceso de compresión material de hierba. Efecto de moldeo por compresión es partículas más grandes de biomasa propiedades de llenado, propiedades reológicas, y las características de compresión, en el que el tamaño de presión, contenido de humedad y de partículas Es el principal factor de influencia [21]Bock et al. [22]Se encontró que durante el proceso de granulación de partículas de césped, la fuerza física que conecta las partículas de césped determina la calidad de la partícula.
Yang Mingzheng y otros [23]Se estudiaron las propiedades reológicas de los materiales de paja. Zhong Qixin et al. [24]Mediante el análisis de la relación entre la interacción a la compresión de las partículas en el material durante el sorteo de los factores que afectan a la calidad de las partículas. Wei, blanco [25]Straw partículas de compresión de simulación de moldeado, para el proceso de compresión de investigación más específica, la curva característica de moldeo se divide en cuatro secciones, y un modelo matemático de suelto, compactado y la fase de transición. Li Yongkui etc. [26]La aplicación del proceso de moldeo por presión de polvo de caña de maíz método de los elementos discretos se simuló, para establecer un proceso de moldeo discreto modelo de elementos polvo de tallo de maíz compacto. Dong Yuping etc. [27]A partir de la teoría de la mecánica de la plasticidad modelo mecánico del proceso de compresión, y el análisis de elementos finitos software de simulación del proceso de extrusión, el material obtenido en la variación del proceso de extrusión, revelando la tensión interna durante la formación cepa materia prima Proceso de cambio. Alta reputación [28]El campo de temperatura durante el moldeo de simulación de elementos finitos, para obtener la distribución del campo de temperatura durante el moldeo de materia prima. Shen Shuyun [29]software de elementos finitos para analizar una matriz anular acoplado a una pluralidad de campos físicos, la distribución de molde de anillo para obtener la distribución general de tensión-deformación y la temperatura.
1.3 Estado de la investigación del mecanismo de formación microscópico
Lindley et al. [30]La cohesión interna del producto moldeado y el tipo de adhesivo se divide en las siguientes cinco categorías: ① de puente sólido particulado o puente; no cohesión ② aglutinante que actúa para mover libremente; tensión superficial ③ libremente móvil y la presión capilar del líquido; ④ entre partículas Atracción molecular o atracción electrostática; 5 llenado o ajuste entre partículas sólidas. Consideran que las características de combustión de biomasa se pueden usar para explicar el mecanismo interno de moldeo. Kaliyan et al. [31]Se descubrió que la unión entre partículas estaba principalmente unida por sólidos formados por aglutinantes naturales (celulosa, proteínas).
Guo Kangquan y otros [32]Medidos en diferentes partículas con el diámetro medio de partícula de dos condiciones de moldeo, para obtener el diámetro de partícula promedio de las partículas relación dos condiciones de moldeo, forma unida entre las partículas observadas mediante un microscopio, el establecimiento de un modelo de unión de micro-partículas. India-como Xu [33]Al comparar los cambios de la microestructura de los tres tipos de pajillas antes y después de la compresión, se obtuvo el método de microcombinaciones de las partículas de moldeado de paja y se propusieron las condiciones de compresión óptimas. Tian Yuyu et al. [34]microestructura de partículas de paja se observó bajo diferentes condiciones de moldeo, el análisis de la relación entre la microestructura y las condiciones de moldeo, los estudios muestran que la combinación entre las partículas de paja en forma de partículas de mosaico principalmente mecánico, adhesivos a base natural de unión. Huoli Li et [35]Por la comparación de diferentes materiales, diferentes etapas de la morfología del material y forma de partícula determinada, obtenido partículas microscópicas del mecanismo de formación de los combustibles de biomasa de compresión en capas se puede dividir en la capa central, capa de transición y la compresión de la superficie. Xingxian Junio et [36]Estudio observacional de la morfología de las partículas de biomasa en el proceso de moldeo, la máquina de moldeo de matrices planas para explorar la zona de alimentación, la línea de contacto entre la forma unida, zona de compactado, la zona de glóbulos de partículas de conformación. Qi Jing et [37]El mecanismo de formación microscópica de gránulos de cascarilla de arroz se analizó a partir de la forma de combinación física. Los estudios han demostrado que los "pilares" son la principal forma de unión física entre las materias primas de la cáscara de arroz. Sheng Kuichuan et al. [38]Estudio sobre la vista macro y microscópica del mecanismo de moldeo de la biomasa, el efecto de las condiciones de moldeo en la calidad física de partículas desde una perspectiva macro, se analizó la relación entre la calidad de las partículas y de partículas características, las características bioquímicas y las características potenciales de nivel micro. Wuyun Yu et [39]Biomasa contacto mecánico estableció modelo geométrico, para determinar la relación matemática entre el rodillo de platina y el bisel de superficie de presión positiva materias primas, el análisis microscópico del mecanismo molecular de la energía electroquímica y el mecanismo microscópico, que describe un procedimiento de moldeo por compresión temperatura de compresión Y la importancia de la razón para el aumento de la energía y la densidad de los combustibles que forman biomasa.
2 Investigación y Prospectiva del Mecanismo de Moldeo por Granulación de Biomasa
Desde el estado de la investigación, la investigación sobre el mecanismo de formación de la granulación de biomasa ha avanzado mucho. En el estudio del modelo mecánico, se han establecido varios modelos matemáticos y modelos de torque para las propiedades mecánicas del molde en anillo, en la investigación del proceso de compresión, La investigación sobre las propiedades mecánicas y las propiedades reológicas de los materiales ha avanzado mucho. En el estudio del micromecanismo, se ha revelado la estructura micromoldeada de diferentes materiales y la combinación de partículas. Se ha establecido inicialmente el moldeado de transición macro a micro. Mecanismos: Estos resultados de investigación proporcionan una base teórica para la formulación de procesos de granulación de biomasa y la optimización de equipos de moldeo. En el futuro, los siguientes aspectos deben estudiarse en profundidad.
Las partículas (1) de granulación moldear los materiales utilizados son en su mayoría de los medios de comunicación, la mecánica no continuas no continuo se aplica al análisis mecánico de la partículas de biomasa presente estudio teórico de los medios de comunicación no continua no es suficiente profundidad, con el fin de más plenamente Para revelar las propiedades mecánicas de los materiales en el proceso de granulación, se debe perfeccionar la teoría mecánica de los medios discontinuos.
(2) para el moldeo de biomasa modelo mecánico sedimentando una gran cantidad de investigación, y el establecimiento de una serie de modelos de mecánica de extrusión, pero estas mecánicas modelos se construyen en un solo material y el estado de compresión específica debido a material de moldeo de granulación utilizados Hay muchas diferencias, y también existen grandes diferencias en las condiciones de moldeo y compresión, por lo tanto, es necesario establecer un modelo de mecánica de extrusión de material más adaptable y un modelo matemático.
(3) granular la biomasa presente en el moldeo por compresión de la estudio, sólo se simula un solo campo físico, como los campos de presión y temperatura, o velocidad, etc. Debido a la complejidad del proceso de moldeo por granulación, la variabilidad y sistemática, y por lo tanto hacer un solo análisis de campo físico no puede reflejar integralmente cambios materiales de proceso de moldeo de granulación, la necesidad de análisis de campo de acoplamiento multi-física. en segundo lugar, los estudios del proceso de compresión biomasa se centró en reológico En términos de características académicas y propiedades mecánicas, se necesita una profunda investigación sobre las características de las partículas, las características bioquímicas y las propiedades eléctricas en el proceso de compresión.
(4) microscópico formando mecanismo principalmente granulado biomasa caracterización microscópica de partículas de biomasa antes y después de los aspectos de compresión de su estructura interna, en forma de unión entre las partículas simplemente hacer un análisis cualitativo El análisis cualitativo y cuantitativo en combinación con para ser capaz de interpretar el mecanismo microscópico de formación de una más amplia, la macro y micro combinadas son más propicias para explorar los efectos de la morfología entre las partículas y la microestructura de la forma de aglomerados en partículas de la calidad del gránulo.
(5) estudios sobre el mecanismo de formación de la biomasa de granulación centrado en el nivel físico, el estudio de manera enlace químico entre la partícula proceso de formación y cambiar la composición química del material está todavía en su infancia. Para una comprensión más clara del mecanismo de moldeo de granulación La combinación de física y química requiere una profunda investigación sobre la tecnología de moldeo por granulación.
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