لى Zhihe ، تسوى Xibin ، باي Xueyuan ، يي Weiming ، لي Yongjun
الخلاصة: قانون نقل الحرارة بين الجسيمات المادية وكرات الحرارة الصلبة الناقل خريج السيراميك، جعل الجزيئات باستخدام خصائص تشتت الحرارة مقاعد البدلاء وحمل حراري من جسيمات الكتلة الحيوية مع كرات السيراميك بين كرات السيراميك والغاز الناقل للحرارة وقد تم تحليل دراسة عن خصائص انتقال الحرارة بين التجارب باستخدام المنهج التحليلي والمنهج RMC معامل الارتباط من حمل حراري من الجسيمات واحدة وكرات السيراميك كانت 291.3W الهواء / (م 2· درجة مئوية) و 200.3 واط / (م 2· درجة مئوية) ، معادلة المعيار لتحديد نقل الحرارة للحامل الحراري للكرة الخزفية ومجموعة جزيئات الكتلة الحيوية c= 176 + 0.079Re cونو c= 22.97 + 0.2251Re bيوفر أساسًا نظريًا لدراسة قانون الانحلال الحراري للتسخين بالحرارة الصلبة.
مقدمة
الفيزيائية في الانحلال الحراري مفاعل الكتلة الحيوية هي عملية معقدة تؤثر على تدفق العملية مرحلة الجسيمات، الحرارة متعددة البيني الصلبة الغاز ونقل الجماعي وحركية التفاعل الكيميائي أثناء حراريا، أي نقل الجسيمات حرارة التدفق. نقل الجماعي، ونقل الشامل ونقل الحرارة خلال الحرارية تكسير. وهكذا لتكشف تماما آلية الانحلال الحراري من الكتلة الحيوية، وتحتاج إلى جزيئات تتدفق من مرحلة من مراحل متعددة الصلبة الغاز الحرارة ونقل الجماعي وحركية الكيميائية الحيوية الانحلال الحراري ثلاثة دراسة شاملة. حاليا، والبحوث التي تنطوي على نقل الحرارة والجزيئات السرير السوائل في معظم مفاعل مميعة المتداولة [1~ 5]وعن الكتلة الحيوية تكسير حراريا آلية في عملية التسخين الصلبة الناقل الحرارة ارتفاع في درجة الحرارة دراسات قليلة نسبيا بينما يساعد قانون نقل الحرارة لدراسة وتحسين الفهم العلمي للآلية عملية الانحلال الحراري.
خصائص نقل الحرارة الحمل الحراري وخصائص انتقال الحرارة بين الجزيئات الحيوية مع كرات السيراميك دراسة تجريبية من جسيمات حاملة الحرارة والغاز الناقل للحرارة (غاز الانحلال الحراري بدلا من الهواء في المنتج) الجسيمات هنا باستخدام تشتت الحرارة الذاتي بين مقاعد البدلاء وفقا للبيانات التجريبية، وذلك باستخدام المنهج التحليلي والأساليب التحليلية معامل أبعاد من حمل حراري بين جزيئات متوسطة الحرارة وحساب تحليل هواء واحد وكرات السيراميك التحليل الحراري والحمل الحراري الناقل للحرارة مجموعة الجسيمات في الكتلة الحيوية يتم تحديد تضع معادلة معيار نقل الحرارة لمجموعة الجسيمات الأساس لدراسة قانون الانحلال الحراري للتسخين بالحرارة الصلبة.
مقعد واختبار 1 اختبار
هيكل مقعد الدراسة تشتت الجسيمات من المبادل الحراري هو مبين في الشكل 1 تخطيطي، التي تتألف أساسا من كرات السيراميك الناقل للحرارة، جزيئات الحبر من أنبوب قطرة تغذية الكتلة الحيوية، وجهاز فصل الجسيمات، جهاز كمبيوتر درجة الحرارة نظام الكشف. مبدأ عملها هو : كرات السيراميك تسخينها إلى درجة حرارة محددة مسبقا الناقل للحرارة، في خزان السيراميك بسرعة المغذية الكرة والتحكم في درجة الحرارة، وتغذية الكتلة الحيوية من مسحوق التغذية حلزونية تغذية من وحدة التغذية الناقل للحرارة تدفقات الهجين انخفاض الكرة أنبوب أسفل على طول، بحيث يحدث التبادل الحراري. الجسيمات مختلطة في جهاز فصل فصل الطرف الأدنى من downcomer، انخفضت كرات السيراميك ومسحوق الكتلة الحيوية في صناديق جمع مختلفة وT-نوع بيانات درجة الحرارة الحرارية يتم استخراج درجة حرارة الغاز بواسطة الحرارية العادم في كل نقطة أخذ العينات من downcomer.
Downcomer باستخدام طويل 1600mm، كان يفضل من القطر الداخلي لل110MM PVC أداء العزل الأنابيب. لتقليل فقدان الحرارة من الجدار، والجدار الداخلي للأنبوب تعلق على سمك العزل 25MM رغوة، واستخدام الجدار الخارجي الألومنيوم فوهة شعر دافئ. نزولا من صنبور 100، على التوالي، 400، 800، 1200 و 1500mm5 نقطة حيث الحرارية T-مغمد ضعه لقياس درجة حرارة أنبوب الغاز.
في التجربة ، تكون الكرة الخزفية عبارة عن كرة منتظمة بقطر 2 مم ، والكتلة الحيوية هي 60-80 مسحوق ذرة شبكية.
2 نتائج تجريبية
كرات السيراميك عند درجة حرارة 90 درجة.] C، ومعدلات تدفق كتلة 1.0، 1.2، 1.4KG / دقيقة لحمل حراري بين كرات السيراميك الناقل الحراري التجريبي والهواء، قبل وبعد بداية أنبوب قطرة داخل المبادل الحراري الهواء والناقل للحرارة، وأخيرا درجة حرارة البيانات التجريبية هو مبين في الجدول 1. في تدفق الناقل الحرارة، ونسبة كتلة الخام السيراميك من الكرات والمواد هي 15: 1، 20: 1، 25: 1 التبادل الحراري بين الناقل للحرارة وجسيمات الكتلة الحيوية التجريبية جسيمات حاملة الحرارة والبيانات حرارة الكتلة الحيوية الجسيمات التجريبية مبين في الجدول 2.
3 التحليل والمناقشة
كرات السيراميك الناقل للحرارة، والجسيمات الكتلة الحيوية في مبادل حراري الهواء وdowncomer الانتماء المتعدد المراحل تدفق وانتقال الحرارة الظواهر، توجد بين الجسيمات والجزيئات، وتصادم بين الجسيمات وسطح الجدار من الاتصال بين الحمل الحراري، والجزيئات تبادل الهواء الساخنة ومواجهة الجدار الجسيمات الإشعاع نقل الحرارة وهلم جرا. وأظهرت الدراسة التجريبية أن الجسيمات تدفق التعريف الشخصية [6]: بالإضافة إلى أنبوب بالقرب من الجدران الجانبية، ونوعين من الجزيئات أثناء نزول الجدار الفاصل بين احتمال الاصطدام صغيرة جدا، وبعض العازلة للحرارة جدار التوصيل الحراري المادي للجزيئات صغيرة تكاد لا تذكر إلحاق الاصطدام مع الجدار نقل الحرارة، و لا وجود كرات السيراميك خلال تصادم النسب، وبالتالي بغض النظر عن الوقت من الاصطدام حراريا موصل نقل الحرارة الاتصال بين حبيبات كروية السيراميك. وقد تبين أن تدفق الجسيمات، كرات السيراميك والجسيمات الكتلة الحيوية تملأ الأنابيب، ومنع بعضها البعض، على الرغم من أن هذه الإشعاعات، ومع ذلك، فإن انتقال الحرارة يلغي كل منهما الآخر، وبالتالي لا يمكن اعتبار آثار انتقال الحرارة بالإشعاع. MansooriZ تعتبر أيضا نظام حبيبات كثيفة، في أقل من 600 ℃، وتأثير انتقال الحرارة الإشعاع هو صغير جدا، لا يمكن اعتبار [7]وهكذا، فإن التحليل يحتاج تنظر فقط الحمل الحراري نقل الحرارة وكرات السيراميك من أنبوب الهواء، في حين أن تحليل حمل حراري، تحليل أي حل الحمل الحراري معامل انتقال الحرارة.
3.1 معامل انتقال الحرارة الحراري للجسيمات الحاملة للحرارة المفردة
3.1.1 الطريقة التحليلية
يفترض كرات السيراميك أنه عندما الناقل للحرارة عن طريق تبادل الحرارة مع الهواء في downcomer، تطورت الحرارة في كل وقت يتم امتصاصه من قبل TC الهواء، ثم
3.1.2 طريقة جمعية RMC
تم اقتراح طريقة RMC من قبل RanzWE و MarshallWR في عام 1952. [8]، المعادلة هي
مع طريقتين المذكورة أعلاه والبيانات التجريبية تحسب وفقا لمعامل نقل الحرارة الحمل الحراري بين الهواء والناقل للحرارة كرات السيراميك كما هو مبين في الجدول 3. طريقة التحليل حيث يتم احتساب البيانات درجة الحرارة في مدخل ومخرج للناقل الحرارة والهواء كرات السيراميك وبالتالي يمكن أن ينظر إليها على أنها متوسط معامل انتقال الحرارة في جميع أنحاء downcomer. RMC وطريقة تستند إلى معايير الحركة والمعلمات المادية عند مخرج من downcomer، هو معامل انتقال الحرارة المحلية، حتى لا يكون هناك فجوة واسعة بين البلدين.
3.2 تحليل نقل الحرارة لمجموعات الجسيمات
3.2.1 تحليل التوازن الحراري
كرات السيراميك، وهناك علاقة هو مبين في الشكل 2 في التوازن الحراري بين مسحوق الكتلة الحيوية وثلاثة الهواء داخل downcomer، وكرات السيراميك مسحوق المواد الخام، مبادل حراري، ارتفاع في درجة الحرارة كرات السيراميك تنبعث الحرارة، ويتم خفض درجة الحرارة؛ مسحوق الكتلة الحيوية يمتص الحرارة ، ارتفاع درجة الحرارة، وdowncomer في الهواء أيضا يمتص الحرارة ودرجة الحرارة الارتفاع.
3.2.2 معادلة معيار نقل الحرارة لمجموعة جزيئات الناقل الحراري للكرة الخزفية
نقل الحرارة داخل منظومة الجسيمات معقد جدا،-جسيم واحد قانون نقل الحرارة ليست هي نظام رد فعل في جميع أنحاء الجسيمات، مثل، انخفضت بسبب مسافات مختلفة متفاوتة حركة الجسيمات، مما أسفر عن السرعة النسبية بين الطور الغازي ومرحلة الجسيمات تغيير ؛. وفي الوقت نفسه، فإن الجسيمات في مواقع مكانية مختلفة تكون مختلفة نظرا لدرجة الحرارة، وسرعة، وبالتالي تؤثر على نقل الجماعي والحرارة، ويتم تحليل الجزيئات مع واحد نقل الحرارة معيار معامل المعادلة، والجزيئات ليست مناسبة لنقل الحرارة من النظام يجب أن تستخدم يمكن استخدام كمية سمة من سمات المعلمات نظام لحساب عدد من معيار الجسيمات لنظام نقل جزيئات الحرارة حيث يتم تحليل قطر يعادل وسرعة الجسيمات وحساب.
الجدول 1 البيانات التجريبية وطرق تحليل التوازن الحراري، كرات السيراميك احتساب حالة الحرارية لكل مجموعة الجسيمات الحاملة للرقم نسلت وعدد رينولدز كما هو مبين في الجدول رقم (4).
وفقا ل Nuc and Re في الجدول 4 cالقيمة، أن ينظر إلى معالجة البيانات والبرمجيات Oringin810 الانحدار الخطي علاقة خطية هو مبين في الشكل 3. من FIG. 3 من نو cو Re cالرقم له علاقة خطية جيدة.
3.2.3 نقل مجموعة قاعدة معادلة الكتلة الحيوية الجسيمات
طريقة معالجة المعلمات مميزة من الجزيئات الموجودة في الأدب الكتلة الحيوية '9'. المعلمات مميزة من الجزيئات من الكتلة الحيوية، والبيانات التجريبية في الجدول 2 والتحليل أعلاه تحسب قطرها يعادل من الجزيئات من الكتلة الحيوية، ونقل الحرارة تحليل معامل المعيار المعادلة تظهر قيم المعلمات ذات الصلة المستخدمة في الجدول 5.
Nu محسوبة وفقًا للبيانات في الجدول 5 cمع Re bكما هو مبين في الجدول 6.
وفقا لنيو في الجدول 6 cو Re bالقيمة ، الانحدار الخطي ينتج Nu cو Re bيظهر العلاقة في الشكل 4. كما هو موضح في الشكل 4 ، نو cو Re bالرقم له علاقة خطية جيدة.
4 الخلاصة
كانت كرات السيراميك في تدفق الجسيمات downcomer تشتت الحرارة مقاعد البدلاء كرات السيراميك لمعدل التدفق الجماهيري 1.0، 1.2، 1.4KG / دقيقة، وكانت كرات السيراميك الحراري الهواء التجارب نقل الحرارة (بدلا من الغاز الانحلال الحراري) هو. وكرات السيراميك والكتلة مسحوق نسبة الكتلة الحيوية هي 15: 1، 20: 1، وكانت 25:13 أنواع ظروف العمل كرات السيراميك الناقل الحرارة، ونقل الحرارة اختبار متعدد المراحل مسحوق الكتلة الحيوية والهواء باستخدام المنهج التحليلي والمرتبطة. تم تحليل معامل انتقال الحرارة الحراري لجزيئات الكرة الخزفية المفردة والهواء بالطريقة التي كانت 291.3 وات / م 2· درجة مئوية) و 200.3 واط / (م 2· درجة الحرارة (C): تستخدم طريقة توازن الحرارة لتحليل معادلات معيار نقل الحرارة غير البعد لمجموعة جسيمات الناقل الحراري للكرة الخزفية ومجموعة جسيمات الكتلة الحيوية على التوالي. c= 176 + 0.079Re cونو c= 22.97 + 0.2251Re bيوفر الأساس النظري لنقل الحرارة لدراسة قانون الانحلال الحراري للكتلة الحيوية.
مراجع
"1" الانحلال الحراري السريع فولي هوا، وقانون تشنغ العفن، والمطر التكنولوجيا الحيوية تسييل التقدم "J" الصناعة الكيميائية، 2007 (2): 45-49.
"2'BridgwaterAV.Principles وممارسة عمليات الانحلال الحراري بسرعة الكتلة الحيوية لliquids'J'.Journal ofAnalytical والانحلال الحراري التطبيقية، 1999، 51 (1): 3 ~ 22.
"3" يرتدي أيام الحمراء، تشيان تشانغ نونيل، لي هونجشون آلية نقل الحرارة من مميعة المتداولة - لتحديث الجسيمات نموذج الندف 'J' الاحتراق علوم والتكنولوجيا، 1997، 3 (3): 270 ~ 279.
"4" ليو Anyuan، ليو شي اصطدام النظري دراسة الجسيمات داخل مميعة نقل الحرارة الجمعية الصينية "J" للهندسة الكهربائية، 2003، 23 (3): 161-165.
'5' هونغ Hangjian، Sunguo قانغ، وانغ ماوهوي دراسة تجريبية على نقل الحرارة خصائص الفارق الكبير في مميعة "J" تقنية للتكرير والهندسة، 2008، 38 (3): 18 ~ 23.
'6' معا لى يى مينغ، هوان، والصحة، ومثل الرأسي أنبوب اختبار السقوط مع كرات السيراميك ونقل الحرارة "J" الهندسة الزراعية، 2009، 25 (2): 72-76.
"7'Mansoori Z، الصفار AvvalM، Basirat TabriziH، وآخرون al.Inter الجسيمات نقل الحرارة في الناهض من الصلب والغاز مضطربة flows'J'.PowderTechnology، 2005، 159 (1): 35 ~ 45.
"8'Papadikis K، H Gerhauser، BridgwaterA V، وآخرون al.CFD نمذجة thefast الانحلال الحراري من السليلوزية الجسيمات في رحلة تعرض لtransfer'J'.Biomass الحرارة الحمل الحراري والطاقة الحيوية، 2009، 33 (1): 97 ~ 107 .
'9' لي نوي إسقاط مفاعل أنبوب أنماط تجزئة الحرارية بحوث المواد الخام 'D' شنيانغ: جامعة شنيانغ الزراعية، 2010.
