لی زهی، کوی شبیین، بی شییوان، یی ویمینگ، لی یونگ جون
چکیده: قانون انتقال حرارت بین ذرات مواد و توپ گرما جامد حامل فارغ التحصیل سرامیک، ذرات ساخته شده با استفاده ویژگی پراکندگی گرما نیمکت و انتقال حرارت همرفتی از ذرات زیست توده با گلوله های سرامیکی بین توپ سرامیک و گاز حامل گرما بررسی ویژگی های انتقال حرارت بین آزمایش با استفاده از روش تحلیلی و روش RMC ضریب همبستگی انتقال حرارت همرفتی ذرات منفرد و سرامیک توپ شد 291.3W هوا / (متر مورد بررسی قرار گرفت 2· ° C) و 200.3W / (m 2معادله معیار · ℃)، گروه سرامیک انتقال توپ حامل حرارت ذره با زیست توده مشخص شد نو c= 176 + 0.079Re cو خب c= 22.97 + 0.2251Re b، یک مبنای تئوریکی برای مطالعه حرارتی جامد حرارتی حرارتی زیست توده پیلوریز فراهم می کند.
مقدمه
فیزیکوشیمیایی در تجزیه در اثر حرارت راکتور زیست توده است یک فرایند پیچیده جریان فرآیند فاز ذرات، گرما چند اینترفاز گاز-جامد و انتقال جرم و سینتیک واکنش های شیمیایی در طول حرارتی تحت تاثیر قرار، یعنی انتقال ذرات حرارت جریان. انتقال جرم، انتقال جرم و انتقال حرارت در طول ترک خوردگی حرارتی. بنابراین به طور کامل آشکار ساز و تجزیه در اثر حرارت از زیست توده، ذرات نیاز به جریان از فاز یک گاز-جامد انتقال حرارت و جرم و سینتیک شیمیایی زیست توده تولید کننده گاز چند مرحله سه مطالعه جامع. در حال حاضر، تحقیقات مربوط به انتقال حرارت و ذرات بستر سیال در یک بستر سیال اکثریت راکتور گردش [1~ 5]و برای حرارتی زیست توده ترک خوردگی ساز و در درجه حرارت بالا حامل گرما جامد حرارت مطالعات نسبتا کمی در حالی که قانون انتقال حرارت کمک می کند تا به مطالعه و بهینه سازی درک علمی از مکانیسم فرایند تجزیه در اثر حرارت است.
ویژگی های انتقال حرارت همرفتی و ویژگی های انتقال حرارت بین ذرات زیست توده با گلوله های سرامیکی مطالعه تجربی از ذرات حامل گرما و گاز حامل حرارت (گاز تجزیه در اثر حرارت به جای هوا در محصول) ذرات در اینجا با استفاده از یک پراکندگی خود حرارت بین نیمکت با توجه به داده های تجربی، با استفاده از روش تحلیلی و روش های تحلیلی ضریب بدون بعد انتقال حرارت همرفتی بین ذرات حرارت در حد متوسط و محاسبه تجزیه و تحلیل هوا تک و توپ سرامیک تجزیه و تحلیل حرارتی و گروه ذرات حامل گرما در زیست توده مصمم است معادله معادله انتقال حرارت گروه ذرات پایه ای را برای مطالعه قانون پیلورییزه زیست توده حرارتی حرارتی جامد گرما ایجاد می کند.
1 آزمایشگاه و مواد
ساختار مشخصه مطالعه پراکندگی ذرات مبدلهای حرارتی نشان داده شده در شکل 1 یک طرح کلی، به طور عمده شامل توپ سرامیک حامل حرارت، ذرات تونر از زیست توده تغذیه کننده لوله قطره، دستگاه جداسازی ذرات، یک کامپیوتر سیستم تشخیص درجه حرارت است. اصل کار آن است : توپ سرامیک گرم به دمای از پیش تعیین شده از حامل گرما، به داخل مخزن به سرعت در حال سرامیک فیدر توپ و درجه حرارت کنترل و تغذیه زیست توده از پودر فیدر مارپیچ تغذیه از فیدر حامل گرما جریان لوله افت توپ ترکیبی پایین در امتداد، به طوری که تبادل حرارت رخ می دهد. ذرات مخلوط در دستگاه جدایی جدا پایان پایین تر از downcomer، توپ سرامیک و پودر زیست توده به سطل مجموعه های مختلف و درجه حرارت داده ترموکوپل نوع T افتاد بدست آوردن درجه حرارت گاز توسط ترموکوپل اگزوز در هر نقطه نمونه برداری از خروجی به دست آمده است.
Downcomer با استفاده از طولانی 1600mm، ترجیحا از قطر داخلی 110mm PVC عملکرد عایق لوله ساخته شده است. به منظور کاهش از دست دادن حرارت از دیوار، دیواره داخلی لوله متصل به ضخامت عایق فوم 25mm است، استفاده از نازل آلومینیوم دیوار بیرونی آب گرم بود. رو به پایین از فواره زدن اب 100، به ترتیب، 400، 800، 1200 و 1500mm5 نقطه که در آن ترموکوپل T-غلاف می چرخاند به اندازه گیری درجه حرارت از لوله های گاز.
در آزمایش، توپ سرامیکی یک کره منظم با قطر 2 میلی متر است و زیست توده 60-80 پوند ذرت است.
2 نتایج تجربی
توپ سرامیک در دمای 90 درجه.] C، نرخ جریان توده ای از 1.0، 1.2، 1.4kg / دقیقه برای انتقال حرارت همرفتی بین توپ سرامیک حامل حرارت تجربی و هوا، قبل و بعد از آغاز لوله قطره در داخل مبدل حرارتی هوا و حامل حرارت، و در نهایت 1، 20:: 1، 25: 1 تبادل حرارتی بین حامل گرما و ذرات زیست توده تجربی درجه حرارت از داده های تجربی در جدول 1. در جریان حامل حرارت نشان داده شده است، نسبت سرامیک توده خام را از توپ و مواد 15 داده های آزمایش حرارتی ذرات حامل گرما و ذرات زیست توده در جدول 2 نشان داده شده است.
3 تجزیه و تحلیل و بحث
توپ سرامیک حامل حرارت، ذرات زیست توده در مبدل حرارتی هوا و downcomer متعلق جریان و انتقال حرارت پدیده چند، بین ذرات و ذرات وجود دارد، برخورد بین ذرات و سطح دیوار از تماس بین انتقال گرما، ذرات تبادل هوا گرم و رو به دیوار از ذرات تابش انتقال حرارت و غیره. مطالعه تجربی نشان داد که ذرات جریان PIV [6]: علاوه بر لوله در نزدیکی دیواره های جانبی، دو نوع از ذرات در هنگام فرود از دیوار بین احتمال برخورد بسیار کوچک است، و برخی از گرما دیوار عایق هدایت حرارتی مواد از اضافه ذرات جزئی کوچک از برخورد با دیوار انتقال حرارت و توپ سرامیک کند در طول برخورد تبار وجود ندارد، و به همین دلیل صرف نظر از زمان برخورد رسانای مخاطب انتقال گرما بین دانه های کروی و سرامیک. مشخص شد که جریان ذرات، توپ سرامیک و ذرات زیست توده را پر می کند لوله، مسدود کردن هر یک از دیگر، اگر چه این تابش، با این حال، انتقال حرارت یکدیگر را خنثی می، و بنابراین نمی توانند اثرات انتقال حرارت تشعشع در نظر گرفته شود. MansooriZ نیز در نظر گرفته سیستم دانه متراکم، در کمتر از 600 ℃، نفوذ انتقال حرارت تشعشع بسیار کوچک است، نمی تواند در نظر گرفته شود [7]بنابراین، تجزیه و تحلیل تنها نیاز به در نظر انتقال حرارت همرفتی و توپ و سرامیک از لوله هوا، در حالی که تجزیه و تحلیل انتقال حرارت همرفتی، تجزیه و تحلیل به عنوان مثال از حل ضریب انتقال حرارت جابجایی.
3.1 ضریب انتقال حرارت همزمان ذرات حامل گرما
3.1.1 روش تحلیلی
توپ سرامیک فرض بر این است که هنگامی که حامل حرارت مبدلهای حرارتی با هوا در downcomer، گرما تکامل یافته در همه زمان ها TC توسط هوا جذب می شود، پس از آن
3.1.2 روش انجمن RMC
روش RMC توسط RanzWE و MarshallWR در سال 1952 پیشنهاد شد. [8]، معادله است
با دو روش فوق، داده های تجربی محاسبه با توجه به ضریب انتقال حرارت جابجایی بین هوا و حامل حرارت توپ سرامیک همانطور که در جدول 3. روش تحلیلی در آن درجه حرارت داده شده است در ورودی و خروجی از حامل گرما و توپ و سرامیک هوا محاسبه نشان داده شده است و بنابراین می تواند به عنوان میانگین ضریب انتقال حرارت در سراسر downcomer. RMC و روش دیده می شود بر روی پارامترهای حرکت و پارامترهای فیزیکی در خروجی از downcomer بر اساس، آن ضریب انتقال حرارت محلی است، به طوری که شکاف عظیمی بین این دو وجود دارد.
3.2 تحليل حرارتی گروههای ذرات
3.2.1 تجزیه و تحلیل تعادل حرارتی
توپ سرامیک، رابطه نشان داده شده است در شکل 2 در تعادل گرمایی بین پودر زیست توده و سه هوا در داخل downcomer و توپ سرامیک پودر مواد خام، یک مبدل حرارتی، درجه حرارت بالا توپ سرامیک گرما منتشر می کنند، و دمای هوا را کاهش می؛ پودر زیست توده جذب گرما دمای هوا افزایش می یابد؛ هوا در داخل لوله ورودی نیز گرما را جذب می کند و درجه حرارت بالا می رود.
3.2.2 معادله معادله انتقال گرما از گروه حامل گرما درون سرامیک
انتقال حرارت در سیستم ذرات بسیار پیچیده است، یک ذره منفرد قانون انتقال حرارت است سیستم واکنش در سراسر ذرات، مانند، کاهش توجه به فواصل مختلف متفاوت حرکت ذرات، و در نتیجه سرعت نسبی بین فاز گاز و فاز ذرات نیست تغییر ؛. در همین حال، ذرات در مکان های مختلف فضایی خواهد مختلف با توجه به درجه حرارت، سرعت شود و در نتیجه تحت تاثیر قرار دهد انتقال جرم و حرارت، ذرات با انتقال حرارت معادله ضریب معیار واحد تجزیه و تحلیل و ذرات مناسب برای انتقال حرارت از سیستم باید استفاده شود نه مقدار ویژگی پارامترهای سیستم گروه ذرات برای محاسبه تعداد معیار استفاده می شود. برای انتقال گرما از سیستم گروه ذرات، قطر معادل گروه ذرات و سرعت مشخصه می تواند برای تجزیه و تحلیل و محاسبه استفاده شود.
بر طبق داده های آزمایشی در جدول 1 و روش آنالیز تعادل ترمیمی فوق، تعداد Nusselt و تعداد رینولدز ذرات نانو ذرات سرامیکی در شرایط مختلف کاری در شکل 4 نشان داده شده است.
با توجه به Nuc و Re در جدول 4 cارزش رابطه خطی به دست آمده با رگرسیون خطی با استفاده از نرم افزار پردازش اطلاعات Oringin810 در شکل 3 نشان داده شده است. همانطور که از شکل 3 دیده می شود، Nu cو دوباره cاین شماره دارای یک رابطه خطی خوب است.
3.2.3 معادله معادله انتقال گرما از ذرات زیست توده
روش پردازش پارامترهای مشخصه از ذرات موجود در ادبیات زیست توده '9'. پارامترهای مشخصه ذرات زیست توده، داده های تجربی در جدول 2 و تجزیه و تحلیل بالا محاسبه قطر معادل ذرات زیست توده، و انتقال حرارت تجزیه و تحلیل معادله معیار ضریب مقادیر پارامترهای مربوط به آن در جدول 5 نشان داده شده است.
Nu بر اساس اطلاعات موجود در جدول 5 محاسبه شده است cبا Re bهمانطور که در جدول 6 نشان داده شده است.
با توجه به Nu در جدول 6 cو دوباره bارزش، رگرسیون خطی، می دهد cو دوباره bرابطه در شکل 4 نشان داده شده است. همانطور که در شکل 4 دیده می شود، Nu cو دوباره bاین شماره دارای یک رابطه خطی خوب است.
4 نتیجه گیری
توپ سرامیک در جریان downcomer ذرات پراکندگی حرارت نیمکت، توپ سرامیک به دبی جرمی 1.0، 1.2، 1.4kg / دقیقه بود و توپ و سرامیک همرفت هوا آزمایش انتقال حرارت (به جای گاز تجزیه در اثر حرارت) است بود. ، توپ سرامیک و توده پودر نسبت زیست توده 15: 1، 20: 1، 25:13 انواع شرایط کاری سرامیک توپ حامل حرارت، تست انتقال حرارت پودر زیست توده چند و هوا شد با استفاده از یک روش تحلیلی و در ارتباط است. ضریب انتقال حرارت گرما تنها ذرات توپ سرامیکی و هوا با استفاده از این روش مورد بررسی قرار گرفت که به ترتیب 291.3 W / (m 2· ° C) و 200.3W / (m 2· ℃). روش تجزیه و تحلیل از تعادل حرارتی سرامیک توپ به دست آمده گروه ذرات حامل حرارت و ذرات معادلات انتقال حرارت زیست توده بعد معیارهای نو شد c= 176 + 0.079Re cو خب c= 22.97 + 0.2251Re b، مبنای نظری انتقال حرارت را برای مطالعه قانون زیست توده ی پیلوریز فراهم می کند.
منابع
'1' تجزیه در اثر حرارت سریع Fuli هوآ، ژنگ کد قالب، باران تکنولوژی زیست توده مایع پیشرفت "J" صنایع شیمیایی، 2007 (2): 45-49.
، 2'BridgwaterAV.Principles و عملکرد زیست توده فرآیندهای تجزیه در اثر حرارت سریع برای liquids'J'.Journal ofAnalytical و کاربردی تولید کننده گاز، 1999، 51 (1): 3 ~ 22.
'3' پوشیدن روز قرمز، کیان ژانگ nonyl، لی HONGSHUN مکانیسم انتقال حرارت از بستر سیال در گردش - برای به روز رسانی "J" ذرات مدل جمع کردن علوم احتراق و فناوری، 1997، 3 (3): 270 ~ 279.
'4' لیو Anyuan، لیو شیعه برخورد مطالعه نظری ذرات در بستر سیال انتقال حرارت جامعه چین "J" برای مهندسی برق، 2003، 23 (3): 161-165.
'5' کنگ Hangjian، Sunguo باند، وانگ Maohui مطالعات تجربی در انتقال حرارت ویژگی های تفاوت های بزرگ در بستر سیال فناوری پالایش "J" و مهندسی، 2008، 38 (3): 18 ~ 23.
'6' با هم لی، یی Weiming، خوان سلامت، و مانند عمودی لوله آزمایش قطره با گلوله های سرامیکی و انتقال حرارت "J" از مهندسی کشاورزی، 2009، 25 (2): 72-76.
، 7'Mansoori Z، صفار AvvalM، بصیرت TabriziH، و al.Inter ذره انتقال حرارت در یک سحر از گاز-جامد آشفته flows'J'.PowderTechnology، 2005، 159 (1): 35 ~ 45.
، 8'Papadikis K، Gerhauser H، BridgwaterA V، ET مدل سازی al.CFD از thefast تجزیه در اثر حرارت از ذرات سلولزی در پرواز در معرض transfer'J'.Biomass گرمای همرفتی و بیوانرژی، 2009، 33 (1): 97 ~ 107 .
'9' لی نوا رها راکتور لوله الگوهای تکه تکه شدن حرارتی تحقیقات مواد اولیه 'D' شنیانگ: دانشگاه کشاورزی شنیانگ، 2010.
