ली झीहे, कुई ज़िबिन, बाई जुएयुआन, यी वीमिंग, ली योंगजुन
सार: सामग्री कणों और ठोस गर्मी वाहक स्नातक चीनी मिट्टी गेंदों के बीच अंतरण के कानून, कण बेंच गर्मी फैलाव विशेषताओं और संवाहित ताप चीनी मिट्टी गेंदों और गर्मी वाहक गैस के बीच चीनी मिट्टी गेंदों के साथ बायोमास कणों के हस्तांतरण का उपयोग करके बनाया प्रयोगों के बीच गर्मी हस्तांतरण विशेषताओं के बारे में अध्ययन विश्लेषणात्मक विधि और एकल कणों और चीनी मिट्टी गेंदों थे हवा 291.3W / (मीटर की संवाहित ताप संचार की विधि आरएमसी सहसंबंध गुणांक का उपयोग कर विश्लेषण किया गया 2· डिग्री सेल्सियस) और 200.3W / (एम 2· डिग्री सेल्सियस), सिरेमिक बॉल गर्मी वाहक और बायोमास कण समूह के ताप हस्तांतरण को निर्धारित करने के लिए मानदंड समीकरण Nu है c= 176 + 0.079Re cऔर नु c= 22.97 + 0.2251Re b, ठोस गर्मी वाहक हीटिंग बायोमास पायरोलिसिस कानून के अध्ययन के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।
परिचय
रिएक्टर बायोमास पायरोलिसिस में भौतिक एक जटिल प्रक्रिया का उत्पादन ताप दौरान कण चरण प्रक्रिया, गैस ठोस बहु अंतरावस्था गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और रासायनिक प्रतिक्रिया गतिकी के प्रवाह को प्रभावित है, यानी कण प्रवाह गर्मी हस्तांतरण है। बड़े पैमाने पर स्थानांतरण, थर्मल खुर के दौरान बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और गर्मी हस्तांतरण। इस प्रकार पूरी तरह से बायोमास के पायरोलिसिस के तंत्र प्रकट करने के लिए, कण एक बहु चरण गैस ठोस गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण और रासायनिक गतिकी बायोमास पायरोलिसिस तीन के चरण से प्रवाह करने की जरूरत है व्यापक शोध। वर्तमान में, कणों से जुड़े गर्मी हस्तांतरण का अध्ययन ज्यादातर तरल पदार्थ बिस्तर में होता है और तरल पदार्थ वाले रिएक्टरों को फैलता है। [1~ 5]और बायोमास उत्पादन ताप अपेक्षाकृत कुछ कम अध्ययन एक उच्च तापमान ठोस गर्मी वाहक हीटिंग प्रक्रिया में तंत्र खुर के लिए गर्मी हस्तांतरण कानून का अध्ययन करने और पायरोलिसिस प्रक्रिया की व्यवस्था की वैज्ञानिक समझ का अनुकूलन करने में मदद करता है, जबकि।
संवाहित ताप संचार विशेषताओं और गर्मी वाहक कणों की चीनी मिट्टी गेंदों प्रयोगात्मक अध्ययन और गर्मी वाहक गैस (उत्पाद में हवा के बजाय पाइरोलाइसिस गैस) कण के साथ बायोमास कणों के बीच गर्मी हस्तांतरण विशेषताओं के साथ साथ बेंच के बीच एक आत्म गर्मी फैलाव का उपयोग कर प्रयोगात्मक डेटा के अनुसार, विश्लेषणात्मक विधि और विश्लेषणात्मक तरीकों गर्मी मध्यम कणों और एक हवा विश्लेषण गणना और चीनी मिट्टी गेंदों थर्मल विश्लेषण और बायोमास में संवहन गर्मी वाहक कण समूह के बीच संवाहित ताप संचार की आयामरहित गुणांक का उपयोग कर निर्धारित किया जाता है स्वास्थ्य कानून गर्म थर्मल जन आधार का एक ठोस समाधान गर्मी वाहक अध्ययन के रूप में कणों के समीकरण हस्तांतरण नियम।
एक बेंच और सामग्री
खंडपीठ संरचना हीट एक्सचेंजर के कण फैलाव अध्ययन चित्रा 1 एक योजनाबद्ध में दिखाया गया है, मुख्य रूप से चीनी मिट्टी गेंदों गर्मी वाहक, बायोमास फीडर ड्रॉप ट्यूब के टोनर के कण, कण जुदाई उपकरण, एक तापमान पहचान प्रणाली कंप्यूटर शामिल हैं। इसके काम कर रहे सिद्धांत है : चीनी मिट्टी गेंदों टैंक तेजी से चीनी मिट्टी गेंद फीडर और तापमान नियंत्रण में, गर्मी वाहक का एक पूर्व निर्धारित तापमान तक गर्म है, और पेचदार फीडर पाउडर गर्मी वाहक के फीडर से तंग आ चुके से बायोमास खिला संकर गेंद ड्रॉप ट्यूब जुदाई डिवाइस downcomer के निचले सिरे को अलग करने में साथ नीचे बहती है, ताकि गर्मी विनिमय होता है। मिश्रित कणों, चीनी मिट्टी गेंदों और बायोमास पाउडर अलग संग्रह डिब्बे और एक टी प्रकार थर्मोकपल तापमान डेटा में गिर गई एकत्र, जबकि downcomer से प्रत्येक में एक थर्मोकपल डाटा अधिग्रहण नमूना बिंदु का उपयोग करके निकास गैस तापमान।
लंबे समय तक 1600 मिमी का उपयोग कर Downcomer, अधिमानतः 110mm पीवीसी पाइप इन्सुलेशन प्रदर्शन का एक भीतरी व्यास से बना। दीवार की गर्मी के नुकसान को कम करने के लिए, ट्यूब 25mm फोम इन्सुलेशन के एक मोटाई के साथ संलग्न की भीतरी दीवार, एल्यूमीनियम नोक बाहरी दीवार के उपयोग गर्म महसूस किया। टोंटी 100 से नीचे क्रमश: 400, 800, 1200 और 1500mm5 बिंदु है जहां टी सकते thermocouple sheathed गैस ट्यूब के तापमान को मापने के तैनात।
2mm के एक व्यास के नियमित गोलाकार चीनी मिट्टी गेंदों प्रयोग, बायोमास मकई पशुओं का चारा 60 से 80 जाल पाउडर है।
2 परिणाम
90 डिग्री के तापमान पर सिरेमिक गेंदों।] सी, की बड़े पैमाने पर प्रवाह की दर 1.0, 1.2, 1.4kg / मिनट से पहले और हवा हीट एक्सचेंजर और गर्मी वाहक, और अंत में अंदर ड्रॉप ट्यूब की शुरुआत के बाद चीनी मिट्टी गेंदों प्रयोगात्मक गर्मी वाहक और हवा के बीच संवाहित ताप संचार के लिए 1, 20: 1, 25: 1 गर्मी वाहक और प्रयोगात्मक बायोमास कणों के बीच गर्मी विनिमय गर्मी वाहक के प्रवाह में तालिका 1 में दिखाया गया है प्रयोगात्मक डेटा के तापमान, गेंदों का एक चीनी मिट्टी कच्चे जन अनुपात और सामग्री 15 हैं गर्मी वाहक कणों और गर्मी बायोमास कण प्रयोगात्मक डेटा तालिका 2 में दिखाया गया।
3 विश्लेषण और चर्चा
सिरेमिक गेंदों गर्मी वाहक, एयर हीट एक्सचेंजर और downcomer अवस्थायाँ प्रवाह और गर्मी हस्तांतरण घटना संबंधित में बायोमास कण, कण और कणों के बीच मौजूद कणों और थर्मल संवहन के बीच संपर्क, हवा विनिमय कणों की दीवार की सतह के बीच टक्कर गर्म और गर्मी हस्तांतरण विकिरण कणों की दीवार और इतने पर सामना करना पड़ता है। प्रयोगात्मक अध्ययन से पता चला है कि कणों का प्रवाह PIV [6]: पक्ष दीवारों के पास पाइप के अलावा, टक्कर संभावना के बीच दीवार के वंश के दौरान कणों के दो प्रकार के बहुत छोटा है, और संलग्न negligibly छोटा गर्मी हस्तांतरण दीवार के साथ टकराने कणों की गर्मी इन्सुलेट दीवार सामग्री तापीय चालकता के कुछ है, और चीनी मिट्टी गेंदों वंश टक्कर के दौरान मौजूद नहीं है, और इसलिए टक्कर के समय की परवाह किए बिना उत्पादन ताप चीनी मिट्टी गोलाकार कणिकाओं के बीच प्रवाहकीय गर्मी हस्तांतरण से संपर्क करें। यह पाया गया कि कणों, चीनी मिट्टी गेंदों और बायोमास कणों का प्रवाह पाइप भरता है, एक दूसरे को अवरुद्ध है, हालांकि ये विकिरण, हालांकि, गर्मी हस्तांतरण एक दूसरे को रद्द, और इसलिए विकिरण गर्मी हस्तांतरण के प्रभाव पर विचार नहीं किया जा सकता है। MansooriZ भी घने दानेदार प्रणाली माना जाता है, कम से कम 600 ℃ पर, विकिरण गर्मी हस्तांतरण के प्रभाव नहीं माना जा सकता बहुत छोटा है, [7]इस प्रकार, विश्लेषण केवल, संवाहित ताप संचार और एक एयर ट्यूब के चीनी मिट्टी गेंदों पर विचार की जरूरत है, जबकि संवाहित ताप संचार विश्लेषण, अर्थात संवाहित ताप संचार गुणांक के हल के लिए विश्लेषण।
गर्मी मध्यम कणों की 3.1 एकल संवाहित ताप संचार गुणांक
3.1.1 विश्लेषणात्मक विधि
सिरेमिक गेंदों माना जाता है कि जब downcomer में हवा के साथ गर्मी विनिमय द्वारा गर्मी वाहक, गर्मी हर समय विकसित टीसी हवा से अवशोषित कर लेता है, तो
3.1.2 आरएमसी एसोसिएशन विधि
आरएमसी विधि 1952 में RanzWE और MarshallWR द्वारा प्रस्तावित [8]समीकरण है
उपरोक्त दो तरीकों के साथ, तालिका में दिखाया गया हवा और गर्मी वाहक चीनी मिट्टी गेंदों के बीच संवाहित ताप संचार गुणांक के अनुसार गणना की प्रयोगात्मक डेटा 3. विश्लेषणात्मक विधि तापमान डेटा इनलेट और गर्मी वाहक के आउटलेट और चीनी मिट्टी गेंदों हवा में गणना की जाती है जिसमें और इसलिए downcomer। आरएमसी और विधि के दौरान औसत ताप संचार गुणक के रूप में देखा जा सकता है downcomer की दुकान पर गति मापदंडों और शारीरिक मापदंडों के आधार पर कर रहे हैं, यह स्थानीय ताप संचार गुणक है, इसलिए दोनों के बीच एक चौड़ाई है।
3.2 कण समूहों के हीट ट्रांसफर विश्लेषण
3.2.1 थर्मल संतुलन विश्लेषण
। सिरेमिक गेंदों, वहाँ बायोमास पाउडर और downcomer के भीतर तीन हवा, और चीनी मिट्टी गेंदों कच्चे माल पाउडर, हीट एक्सचेंजर, एक उच्च तापमान सिरेमिक गेंदों गर्मी फेंकना के बीच सौर संतुलन में एक रिश्ता छवि में दिखाया गया 2 है, तापमान को कम कर दिया है, बायोमास पाउडर ऊष्मा अवशोषित तापमान बढ़ता है; डाउनकॉमर के अंदर हवा भी गर्मी को अवशोषित करती है और तापमान बढ़ता है।
3.2.2 सिरेमिक बॉल गर्मी वाहक कण समूह के हीट ट्रांसफर मानदंड समीकरण
कण प्रणाली के भीतर गर्मी हस्तांतरण बहुत जटिल है, एकल कण गर्मी हस्तांतरण कानून कण भर प्रतिक्रिया प्रणाली, जैसे, कण गति बदलती विभिन्न दूरियों की वजह से कम, गैस चरण और कण चरण के बीच सापेक्ष वेग में जिसके परिणामस्वरूप नहीं है बदल ;. इस बीच, विभिन्न स्थानिक स्थानों पर कणों के तापमान, वेग के कारण अलग होगा और इसलिए बड़े पैमाने पर और गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित, कण एक भी ताप संचार गुणक कसौटी समीकरण के साथ विश्लेषण किया जाता है और कणों प्रणाली की गर्मी हस्तांतरण का उपयोग किया जाना चाहिए लिए उपयुक्त नहीं हैं कण समूह प्रणाली पैरामीटर की सुविधा मात्रा का मानदंड संख्या की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है। कण समूह प्रणाली के ताप हस्तांतरण के लिए, कण समूह के समतुल्य व्यास और विशेषता वेग का विश्लेषण और गणना के लिए उपयोग किया जा सकता है।
तालिका 1 प्रायोगिक डेटा और थर्मल संतुलन विश्लेषण विधियों, Nusselt संख्या और रेनॉल्ड्स संख्या के प्रत्येक वाहक कण समूह के थर्मल हालत गणना के रूप में तालिका 4 में दिखाया चीनी मिट्टी गेंदों।
तालिका 4 में नुक और रे के अनुसार cडाटा प्रोसेसिंग सॉफ़्टवेयर ओरिंगिन 810 का उपयोग करके रैखिक प्रतिगमन द्वारा प्राप्त रैखिक संबंध का मूल्य चित्र 3 में दिखाया गया है। जैसा कि चित्र 3, नु से देखा गया है cऔर पुन: cसंख्या में एक अच्छा रैखिक संबंध है।
3.2.3 बायोमास कण समूह के हीट ट्रांसफर मानदंड समीकरण
कणों साहित्य बायोमास '9' में पाया की विशेषता मानकों। बायोमास के कणों की विशेषता मापदंडों के प्रसंस्करण की विधि, तालिका 2 और उपरोक्त विश्लेषण में प्रयोगात्मक डेटा बायोमास के कणों के बराबर व्यास गणना की है, और गर्मी हस्तांतरण गुणांक कसौटी समीकरण विश्लेषण इसमें उपयोग किए गए प्रासंगिक मानकों के मान तालिका 5 में दिखाए जाते हैं।
Nu 5 तालिका में डेटा के अनुसार गणना की cरे के साथ bजैसा कि तालिका 6 में दिखाया गया है।
तालिका 6 में नु के अनुसार cऔर पुन: bमूल्य, रैखिक प्रतिगमन नू पैदा करता है cऔर पुन: bरिश्ते चित्रा 4 में दिखाया गया है जैसा कि चित्रा 4, नु में देखा गया है cऔर पुन: bसंख्या में एक अच्छा रैखिक संबंध है।
4 निष्कर्ष
downcomer प्रवाह बेंच गर्मी फैलाव कणों में सिरेमिक गेंदों, द्रव्यमान प्रवाह दर को चीनी मिट्टी गेंदों 1.0, 1.2, 1.4kg / मिनट थे और चीनी मिट्टी गेंदों हवा संवहन गर्मी हस्तांतरण प्रयोगों (पाइरोलाइसिस गैस के बजाय) थे। 1, 20:, चीनी मिट्टी गेंदों और पाउडर बड़े पैमाने पर बायोमास के अनुपात 15 1, काम करने की स्थिति के 25:13 प्रकार चीनी मिट्टी गेंदों गर्मी वाहक, एक गर्मी हस्तांतरण परीक्षण अवस्थायाँ बायोमास पाउडर और हवा थे एक विश्लेषणात्मक विधि का उपयोग और संबद्ध। एकल सिरेमिक बॉल कणों और हवा के संवहनी ताप हस्तांतरण गुणांक का विश्लेषण विधि द्वारा किया गया था, जो 2 9 .1.3W / (मीटर था 2· डिग्री सेल्सियस) और 200.3W / (एम 2· ℃)। सौर संतुलन के विश्लेषण की विधि प्राप्त चीनी मिट्टी गेंदों वाहक कण समूह गर्मी और बायोमास आयामरहित गर्मी हस्तांतरण समीकरणों के कणों नू मापदंड थे c= 176 + 0.079Re cऔर नु c= 22.97 + 0.2251Re b, बायोमास पायरोलिसिस कानून के अध्ययन के लिए गर्मी हस्तांतरण के सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।
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