리 Zhihe, Cui Xibin, 바이 Xueyuan, 이순신 Weiming, 리튬 Yongjun
개요 : 물질 입자 및 고체 열 담체 졸업 세라믹 볼 사이의 열 전달 법, 입자 벤치 열 분산 특성 및 세라믹 볼과 히트 캐리어 가스와 세라믹 공 매스 입자의 대류 열 전달을 사용하여 제조 두 가지 열전달 특성을 실험적으로 연구하였고, 단일 세라믹 구 및 공기의 대류 열전달 계수를 분석 방법과 RMC 상관법으로 각각 291.3W / (m 2° C) 및 200.3W / (m 2· ° C), 세라믹 볼 열 운반체와 바이오 매스 입자 그룹의 열전달을 결정하는 기준 방정식은 Nu c= 176 + 0.079Re c그리고 Nu c= 22.97 + 0.2251Re b고체 열 매체 가열 바이오 매스 열분해 법에 대한 이론적 근거를 제공합니다.
소개
반응기 매스 열분해에 물리 즉 입자 유동 열전달, 복잡한 프로세스가 열 중에 미립자 상에있어서, 기체 - 고체 다중 계면 열 및 물질 전달 및 화학 반응 속도의 흐름에 영향을 받는다. 물질 이동과 열 및 물질 전달은 열분해 과정에 영향을 미치므로, 바이오 매스의 열분해 메커니즘을 완전히 밝히기 위해서는 입자 상, 가스 - 고체 및 다상 간의 열 및 물질 전달 및 바이오 매스 열분해의 화학 동역학이 필요합니다. 종합적인 연구. 현재 순환 유동층 반응기 대부분의 열전달 및 유동 상 입자를 포함하는 연구 [1~ 5]그리고 바이오 매스 열 고온 고체 열 캐리어 가열 과정에서 상대적으로 적은 연구기구를 균열에 대한 열 전달 법 공부와 열분해 공정의 메커니즘에 대한 과학적 이해를 최적화하는 데 도움이있다.
본원 벤치 간의 자기 열 분산을 사용하여 열 담체 입자의 세라믹 볼 실험적 연구 및 (제품에 공기 대신 열분해 가스)의 열 캐리어 가스 입자와 미생물 입자 사이의 대류 열 전달 특성 및 열 전달 특성 분석 방법 및 분석 방법 열매체 입자 및 단일 공기 분석 계산 및 세라믹 볼 바이오 매스의 열 분석 및 대류 열 담체 입자 군 사이의 대류 열전달 차원 계수를 이용하여, 실험 데이터에 따라 결정된다 입자 그룹의 열전달 기준 방정식은 고체 열 운반체 가열 바이오 매스 열분해 법의 연구를위한 토대를 마련합니다.
1 개의 테스트 벤치 및 재료
열교환 벤치 구조 입자 분산액 연구는 주로 세라믹 볼 열 담체 매스 공급기 드롭 튜브의 토너 입자, 입자 분리 장치, 온도 감지 시스템의 컴퓨터를 포함하는,도 1 개략적으로 도시. 그 작동 원리는 : 세라믹 볼 열 캐리어가 미리 설정된 온도로 가열되고 세라믹 볼 피더의 빈에 신속히 배치되고 온도 조절되며 스크류 피더에서 공급되고 열 캐리어 피더에서 공급됩니다. 하이브리드 볼 드롭 튜브가 열 교환이 발생하므로 따라 흘러 내려 간다. 혼합 입자를 강관의 하단을 분리하는 분리 장치에있어서, 세라믹 볼 바이오 매스 분말은 다양한 컬렉션 빈들 및 T 형 열전쌍 온도 데이터에 빠졌다 수집 : 가스 온도는 하 강관의 각 샘플링 지점에서 배기 열전쌍에 의해 추출됩니다.
길이 1,600mm를 사용하여 강관 바람직 110mm PVC 파이프 절연 성능의 내경 만들었다. 벽의 열 손실을 줄이기 위해, 25mm의 단열재의 두께로 연결된 관의 내벽은, 알루미늄 노즐 외벽의 사용은 따뜻한 느낌. 튜브 내부의 가스 온도를 측정하기 위해 상단 노즐에서 100, 400, 800, 1200 및 1500 mm 지점에 T 형 장갑 열전대를 설치했습니다.
실험에서, 세라믹 볼은 직경 2mm의 일반 구형이며, 바이오 매스는 60-80 메쉬의 옥수수 가루 파우더입니다.
2 실험 결과
90 ℃의 온도에서 세라믹 볼.] C의 질량 유속을 1.0, 1.2, 1.4kg의 / 분 전에 마지막 공기 열교환 기와 열 담체 내부 드랍 튜브의 시작 후의 세라믹 볼 실험 열매체와 공기 사이의 대류 열전달 1, 20 : 1, 25 : 가열 담체 및 실험 매스 입자 간의 1 열교환 열 매체의 유동 표 1에 나타낸 실험 데이터의 온도는 세라믹 원료 질량 공의 비율 및 물질 (15)이다 열 운반체 입자 및 바이오 매스 입자의 열 전달 실험 데이터는 표 2에 나와있다.
3 분석 및 토론
세라믹 볼 열 담체, 공기열 교환기 및 다상 유동 열전달 현상 속하는 강관 바이오 매스 입자는, 입자와 입자 사이의 입자 및 열 대류의 접촉, 공중 교환 입자의 벽면과의 충돌이 존재 열 및 입자의 방사선에 튜브 벽의 열 전달. 입자 흐름 PIV의 실험적 연구 [6]: 측벽 근처 파이프 외에도 충돌 확률 사이의 벽의 하강 중에 입자의 두 종류가 매우 작고, 전열 벽과 충돌 첨부 무시할 정도로 작은 입자의 단열 벽 재료 열전도율의 일부 및 세라믹 공 하강 충돌시에 존재하지 않기 때문에 관계없이 충돌시의 열적 세라믹 구형 입자 간의 도전성 열전달 접촉.이 입자, 세라믹 볼 매스 입자의 유동이 방사되지만, 서로 차단 파이프를 채우고하였습니다 그러나, 열전달은 복사 열 전달의 효과를 고려 될 수 있으므로 서로 상쇄하고. MansooriZ도 미만의 600 ℃에서, 고밀도 입상 시스템을 고려 방사선 열전달의 영향이 고려되지 않을 수 있고, 매우 작은 [7]따라서, 분석은 대류 열전달 계수를 해결 대류 열전달 분석 동안, 즉 분석, 에어 튜브의 대류 열전달 및 세라믹 볼을 고려할 필요가있다.
3.1 단열 담체 입자의 대류 열전달 계수
3.1.1 분석 방법
세라믹 볼은, 강관 공기와의 열교환에 의해 열 캐리어, 열은 항상 진화 할 때 TC는 공기에 의해 흡수되는 것을 가정한다
3.1.2 RMC 연관 방법
RMC 방법은 1952 년 RanzWE와 MarshallWR에 의해 제안되었습니다. [8], 방정식은 다음과 같습니다.
위의 두 가지 방법으로, 공기와 열 담체 세라믹 볼 사이의 대류 열전달 계수에 따라 산출 된 실험 데이터를 표 온도 데이터는 입구와 출구의 열 매체의 세라믹 볼을 공기에서 계산되는 것을 특징 3. 분석 방법을 도시 한 바와 같이 따라서 강관. RMC 및 방법에 걸쳐 평균 열 전달 계수로 볼 수는 강관의 출구에서의 동작 파라미터 및 물리적 파라미터를 기반으로, 상기 로컬 열전달 계수이기 때문에, 둘 사이의 격차가있다.
3.2 입자 그룹의 열 전달 분석
3.2.1 열 평형 분석
. 세라믹 볼이도 관계 2 매스 분말 강관 내의 세 공기 및 세라믹 볼 원료 분말, 열교환 기, 세라믹 볼이 열을 방출하는 높은 온도의 열 평형이 있고, 온도가 저하되고, 바이오 매스 분말은 흡열 온도가 상승하면 하 강관 내부의 공기도 열을 흡수하고 온도가 상승합니다.
3.2.2 세라믹 볼 열전자 입자 군의 열 전달 기준 방정식
입자 시스템 내의 열 전달은 매우 복잡하며, 단일 입자 열전달 법, 기상 미립자 상 사이의 상대 속도로 인한 입자 운동 가변 상이한 거리로 인해 감소 등의 입자에 걸쳐 반응계 아니다 ;. 변경 한편, 서로 다른 공간 위치에서의 입자로 인해, 온도, 속도와 상이 할 것이며, 따라서, 질량, 열 전달에 영향을주는 입자가 단일 열전달 계수 기준 방정식 분석 입자 시스템의 열전달 이용해야하기에는 적합하지 않습니다 입자 그룹 시스템 매개 변수의 특징 량은 기준 번호를 계산하는 데 사용됩니다. 입자 그룹 시스템의 열 전달을 위해 입자 그룹의 등가 직경과 특성 속도를 분석 및 계산에 사용할 수 있습니다.
표 1의 실험 데이터 및 상기 열 평형 해석법에 따라, 다양한 작업 조건에서의 세라믹 볼 열선 입자 군의 누 셀트 수 및 레이놀즈 수를 표 4에 나타내었다.
표 4의 Nuc and Re에 따르면 c데이터 처리 소프트웨어 Oringin810을 사용한 선형 회귀에 의해 얻어진 선형 관계의 값이도 3에 도시되어있다.도 3에서 알 수있는 바와 같이, Nu c그리고 다시 c이 숫자는 좋은 선형 관계를 가지고 있습니다.
3.2.3 바이오 매스 입자 군의 열 전달 기준 방정식
문헌 매스 '9'에있는 입자들의 특성 파라미터. 매스의 입자의 특징 파라미터를 처리하는 방법은, 표 2 및 상기 분석 실험값은 매스 입자의 상당 직경을 계산하여 열전달 계수 기준 방정식 분석 표 5에는 관련 매개 변수의 값이 나와 있습니다.
표 5의 데이터에 따라 계산 된 Nu c다시 b표 6과 같이
표 6의 뉴에 따르면 c그리고 다시 b값, 선형 회귀 항복 뉴 c그리고 다시 b이 관계는도 4에 도시된다.도 4에 도시 된 바와 같이, Nu c그리고 다시 b이 숫자는 좋은 선형 관계를 가지고 있습니다.
4 결론
낙하 튜브 벌크 입자 열전달의 실험 플랫폼에서, 세라믹 볼의 질량 흐름 속도가 1.0, 1.2, 1.4 kg / min 인 세라믹 볼과 공기의 대류 열전달 실험 (열분해 가스 대신)이 수행되었습니다. 세라믹 볼 열매체, 바이오 매스 분말 및 공기의 다상 열전달 실험은 세라믹 볼과 바이오 매스 분말의 질량비가 각각 15 : 1, 20 : 1, 25:13 인 것으로 수행되었다. 분석 방법 및 상관 관계 단일 세라믹 볼 입자 및 공기의 대류 열전달 계수는이 방법으로 분석하였으며, 이는 291.3W / (m 2° C) 및 200.3W / (m 2· ° C) 열 밸런스 방법은 세라믹 볼 열 캐리어 입자 그룹과 바이오 매스 입자 그룹의 무 차원 열전달 기준 방정식을 각각 분석하는 데 사용됩니다. c= 176 + 0.079Re c그리고 Nu c= 22.97 + 0.2251Re b는 바이오 매스 열분해 법 연구를위한 열전달의 이론적 기초를 제공한다.
참고 문헌
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