Li Zhihe, Cui Xibin, Bai Xueyuan, Yi Weiming, Li Yongjun
บทคัดย่อ: กฎหมายของการถ่ายเทความร้อนระหว่างอนุภาควัสดุและลูกความร้อนที่เป็นของแข็งผู้ให้บริการระดับบัณฑิตศึกษาเซรามิกอนุภาคทำโดยใช้ลักษณะการกระจายความร้อนม้านั่งและการพาความร้อนของอนุภาคพลังงานชีวมวลที่มีลูกเซรามิกระหว่างลูกเซรามิกและก๊าซความร้อน การศึกษาลักษณะการถ่ายเทความร้อนระหว่างการทดลองมาวิเคราะห์โดยใช้วิธีการวิเคราะห์และวิธีการที่ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ RMC ของการพาความร้อนของอนุภาคเดี่ยวและลูกเซรามิกเป็น 291.3W อากาศ / (m 2·° C) และ 200.3W / (m 2สมการเกณฑ์·℃), เซรามิกการถ่ายโอนความร้อนลูกผู้ให้บริการกลุ่มอนุภาคที่มีพลังงานชีวมวลได้รับการพิจารณา Nu c= 176 + 0.079Re cและ Nu c= 22.97 + 0.2251Re bเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการศึกษาความร้อนที่เป็นของแข็งของสารให้ความร้อนด้วยตัวทำละลาย biomass pyrolysis law
การแนะนำ
ทางเคมีกายภาพในไพโรไลซิปฏิกรณ์ชีวมวลเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนได้รับผลกระทบการไหลของกระบวนการเฟสอนุภาคก๊าซของแข็งร้อนหลายระหว่างเฟสและการถ่ายโอนมวลและจลนพลศาสตร์ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างความร้อนเช่นการถ่ายโอนความร้อนไหลของอนุภาค การถ่ายโอนมวล, การถ่ายโอนมวลและการถ่ายเทความร้อนในช่วงความร้อนแตก. ดังนั้นในการรองรับการเปิดเผยกลไกของการไพโรไลซิชีวมวลอนุภาคต้องไหลออกมาจากขั้นตอนของหลายเฟสก๊าซของแข็งถ่ายเทความร้อนและมวลและจลนพลศาสตร์เคมีชีวมวลไพโรไลซิสาม ในปัจจุบันการศึกษาการถ่ายเทความร้อนที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคส่วนใหญ่อยู่ในเตียงฟลูอิไดซ์และการหมุนเวียนของเครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบด [1~ 5]และสำหรับชีวมวลความร้อนแตกกลไกที่อุณหภูมิสูงกระบวนการให้ความร้อนให้บริการความร้อนที่เป็นของแข็งการศึกษาค่อนข้างน้อยในขณะที่กฎหมายการถ่ายเทความร้อนจะช่วยให้การศึกษาและเพิ่มประสิทธิภาพความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ของกลไกของกระบวนการไพโรไลซิที่
ลักษณะการพาความร้อนและลักษณะการถ่ายเทความร้อนระหว่างอนุภาคชีวมวลที่มีลูกเซรามิกศึกษาทดลองของอนุภาคให้บริการความร้อนและก๊าซให้บริการความร้อน (ก๊าซไพโรไลซิแทนของอากาศในผลิตภัณฑ์) อนุภาคในที่นี้ใช้กระจายความร้อนได้ด้วยตนเองระหว่างม้านั่ง ตามข้อมูลจากการทดลองโดยใช้วิธีการวิเคราะห์และวิธีการวิเคราะห์ค่าสัมประสิทธิ์มิติของการพาความร้อนระหว่างอนุภาคขนาดกลางความร้อนและการคำนวณการวิเคราะห์อากาศเดียวและลูกเซรามิกการวิเคราะห์ความร้อนและการพากลุ่มอนุภาคให้บริการความร้อนในชีวมวลจะถูกกำหนด สมการเกณฑ์การถ่ายเทความร้อนของกลุ่มอนุภาคเป็นรากฐานสำหรับการศึกษากฎของไพโรไลซิสความร้อนที่เป็นของแข็งที่ให้ความร้อน
1 ม้านั่งทดสอบและวัสดุ
โครงสร้าง Bench ศึกษาอนุภาคการกระจายตัวของการถ่ายเทความร้อนที่แสดงในรูปที่ 1 วงจรส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยลูกเซรามิกให้บริการความร้อนอนุภาคหมึกของหลอดลดลงป้อนชีวมวลอุปกรณ์แยกอนุภาคคอมพิวเตอร์อุณหภูมิของระบบการตรวจสอบ. หลักการทำงานของมันคือ : ลูกเซรามิกร้อนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของผู้ให้บริการความร้อนลงในถังเซรามิกอย่างรวดเร็วลูกป้อนและอุณหภูมิการควบคุมและการให้อาหารชีวมวลจากผงป้อนขดลวดป้อนจากถาดป้อนของผู้ให้บริการความร้อนที่ หลอดไฮบริดบอลแบบเลื่อนไหลลงไปตามเพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน. อนุภาคผสมในเครื่องแยกแยกปลายล่างของที่ไหลที่ลูกเซรามิกและผงชีวมวลลดลงในถังขยะคอลเลกชันที่แตกต่างกันและ T-ชนิดข้อมูลวัดอุณหภูมิ การได้มาซึ่งอุณหภูมิแก๊สจะถูกดึงออกมาจากไอเสียเทอร์โมคัปเปลอร์ที่จุดเก็บตัวอย่างของเครื่อง downcomer
ที่ไหลโดยใช้ยาว 1600mm ทำโดยเฉพาะอย่างยิ่งของเส้นผ่าศูนย์กลางภายในของ 110mm PVC ประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนท่อ. ในการลดการสูญเสียความร้อนของผนัง, ผนังด้านในของท่อที่ติดอยู่กับความหนาของฉนวนกันความร้อน 25mm โฟม, การใช้ผนังด้านนอกอลูมิเนียมหัวฉีดรู้สึกอบอุ่น เทอร์โมคัปเปิ้ลหุ้มเกราะชนิด T ถูกวางไว้ที่จุด 100, 400, 800, 1200 และ 1500 มม. จากหัวฉีดด้านบนเพื่อวัดอุณหภูมิก๊าซภายในหลอด
ในการทดลองลูกเซรามิกเป็นทรงกลมปกติที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตรและสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยนี้คือผงแป้งสังกะสี 60-80 mesh
2 ผลการทดลอง
ลูกเซรามิกที่อุณหภูมิ 90 องศา.] C, อัตราการไหลของมวลของ 1.0, 1.2, 1.4 กิโลกรัม / นาทีสำหรับการพาความร้อนระหว่างลูกเซรามิกให้บริการความร้อนทดลองและอากาศก่อนและหลังจุดเริ่มต้นของหลอดลดลงภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอากาศและผู้ให้บริการความร้อนและในที่สุด อุณหภูมิของข้อมูลการทดลองที่แสดงในตารางที่ 1 ในการไหลของผู้ให้บริการความร้อนที่มีอัตราส่วนมวลเซรามิกดิบของลูกและวัสดุ 15: 1, 20: 1, 25: 1 การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างผู้ให้บริการความร้อนและอนุภาคชีวมวลทดลอง อนุภาคให้บริการความร้อนและข้อมูลความร้อนชีวมวลอนุภาคทดลองแสดงในตารางที่ 2
3 การวิเคราะห์และการอภิปราย
ลูกเซรามิกให้บริการความร้อนอนุภาคชีวมวลในการถ่ายเทความร้อนและอากาศที่ไหลที่เป็นมัลติไหลและการถ่ายเทความร้อนปรากฏการณ์อยู่ระหว่างอนุภาคและอนุภาคชนกันระหว่างอนุภาคและพื้นผิวผนังของการติดต่อระหว่างการพาความร้อนอนุภาคแลกเปลี่ยนอากาศ ร้อนและเผชิญกับผนังของอนุภาครังสีการถ่ายเทความร้อนและอื่น ๆ. การศึกษาการทดลองพบว่าอนุภาคไหล PIV [6]: นอกเหนือจากท่อที่อยู่ใกล้กับผนังด้านข้างสองชนิดของอนุภาคในระหว่างการสืบเชื้อสายของผนังระหว่างความน่าจะเป็นชนที่มีขนาดเล็กมากและบางส่วนของความร้อนฉนวนผนังการนำความร้อนของวัสดุต่อท้ายอนุภาคขนาดเล็ก negligibly ชนกับผนังถ่ายเทความร้อนและ ลูกเซรามิกไม่ได้อยู่ในระหว่างการสืบเชื้อสายชนและดังนั้นจึงไม่คำนึงถึงเวลาของการปะทะกันความร้อนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าติดต่อการถ่ายเทความร้อนระหว่างเม็ดกลมเซรามิก. พบว่าการไหลของอนุภาค, ลูกเซรามิกและอนุภาคชีวมวลเติมท่อ, การปิดกั้นแต่ละอื่น ๆ แม้ว่ารังสีเหล่านี้ อย่างไรก็ตามการถ่ายเทความร้อนยกเลิกกันและกันและดังนั้นจึงไม่สามารถพิจารณาผลกระทบของการถ่ายโอนความร้อนรังสี. MansooriZ ถือว่ายังระบบเม็ดหนาแน่นที่น้อยกว่า 600 ℃, อิทธิพลของการถ่ายเทความร้อนรังสีที่มีขนาดเล็กมากไม่ได้รับการพิจารณา [7]ดังนั้นการวิเคราะห์เท่านั้นที่จำเป็นต้องพิจารณาการพาความร้อนและลูกเซรามิกของท่ออากาศในขณะที่การวิเคราะห์การพาความร้อน, การวิเคราะห์เช่นการแก้ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน
3.1 ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของอนุภาคของอนุภาคความร้อน
3.1.1 วิธีการวิเคราะห์
ลูกเซรามิกจะสันนิษฐานได้ว่าเมื่อมีการให้บริการความร้อนโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศที่ไหลความร้อนการพัฒนาตลอดเวลา TC ถูกดูดซึมโดยอากาศแล้ว
3.1.2 วิธีการสมาคม RMC
วิธี RMC เสนอโดย RanzWE และ MarshallWR ในปี 1952 [8]สมการคือ
ด้วยสองวิธีข้างต้น, ข้อมูลการทดลองคำนวณตามค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนระหว่างอากาศและให้บริการความร้อนลูกเซรามิกดังแสดงในตารางที่ 3 วิธีการวิเคราะห์ประเด็นข้อมูลอุณหภูมิที่มีการคำนวณในทางเข้าและทางออกของผู้ให้บริการความร้อนและลูกเซรามิกอากาศ และดังนั้นจึงสามารถมองเห็นเป็นค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยตลอดที่ไหลได้. RMC และวิธีการจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การเคลื่อนไหวและพารามิเตอร์ทางกายภาพที่ร้านของที่ไหลก็คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในท้องถิ่นเพื่อให้มีช่องว่างกว้างระหว่างคนทั้งสอง
3.2 การวิเคราะห์การถ่ายเทความร้อนของกลุ่มอนุภาค
3.2.1 การวิเคราะห์ความสมดุลของความร้อน
. ลูกเซรามิก, มีความสัมพันธ์ที่แสดงในรูปที่ 2 ในสมดุลความร้อนระหว่างผงชีวมวลและสามอากาศภายในที่ไหลและลูกเซรามิกผงวัตถุดิบแลกเปลี่ยนความร้อน, อุณหภูมิสูงลูกเซรามิกปล่อยความร้อนอุณหภูมิจะลดลง; ผงชีวมวลดูดซับความร้อน ที่เพิ่มขึ้นอุณหภูมิที่ไหลในอากาศยังดูดซับความร้อนและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
3.2.2 กฎการถ่ายโอนความร้อนส่งบอลเซรามิกสมกลุ่มอนุภาค
การถ่ายโอนความร้อนภายในระบบอนุภาคมีความซับซ้อนมากอนุภาคเดียวกฎหมายการถ่ายเทความร้อนไม่ได้เป็นระบบปฏิกิริยาตลอดอนุภาคเช่นลดลงเนื่องจากระยะทางที่แตกต่างกันที่แตกต่างกันการเคลื่อนไหวของอนุภาคที่มีผลในความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างเฟสก๊าซและเฟสอนุภาค เปลี่ยน ;. ขณะที่อนุภาคในสถานที่เชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันเนื่องจากอุณหภูมิความเร็วและดังนั้นจึงส่งผลกระทบต่อความร้อนและมวลสารอนุภาคมีการวิเคราะห์ที่มีการถ่ายเทความร้อนสมค่าสัมประสิทธิ์เกณฑ์เดียวและอนุภาคจะไม่เหมาะสำหรับการถ่ายโอนความร้อนของระบบจะต้องนำไปใช้ประโยชน์ จำนวนคุณสมบัติของพารามิเตอร์ของระบบการคำนวณจำนวนเกณฑ์อนุภาคสำหรับระบบอนุภาคการถ่ายเทความร้อนอาจจะนำมาใช้นั้นมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเทียบเท่าและความเร็วของอนุภาคมีการวิเคราะห์และคำนวณ
ตารางที่ 1 ข้อมูลการทดลองและวิธีการวิเคราะห์ความสมดุลความร้อน, ลูกเซรามิกคำนวณสภาพความร้อนของแต่ละกลุ่มผู้ให้บริการอนุภาคของจำนวน Nusselt และหมายเลข Reynolds ดังแสดงในตารางที่ 4
ตาม Nuc และ Re ในตารางที่ 4 cราคาซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูล Oringin810 ถดถอยเชิงเส้นสัมพันธ์เชิงเส้นที่แสดงในรูปที่ 3 จะเห็นได้จากมะเดื่อ. 3, นู cและเรื่อง cจำนวนมีความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดี
3.2.3 การถ่ายโอนกลุ่มสมกฎชีวมวลของอนุภาค
วิธีการของการประมวลผลพารามิเตอร์ลักษณะของอนุภาคที่พบในวรรณกรรมชีวมวล '9'. พารามิเตอร์ลักษณะของอนุภาคของชีวมวลที่ข้อมูลจากการทดลองในตารางที่ 2 และการวิเคราะห์ข้างต้นคำนวณขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเทียบเท่าของอนุภาคของสารชีวมวลและการถ่ายเทความร้อนการวิเคราะห์ค่าสัมประสิทธิ์เกณฑ์สมการ ค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับที่ใช้ดังแสดงในตารางที่ 5
Nu คำนวณตามข้อมูลในตารางที่ 5 cกับ Re bดังแสดงในตารางที่ 6
ตามที่ Nu ในตารางที่ 6 cและเรื่อง bค่าการถดถอยเชิงเส้นทำให้ Nu cและเรื่อง bความสัมพันธ์ที่แสดงในรูปที่ 4 เห็นได้จากรูปที่ 4, Nu cและเรื่อง bจำนวนมีความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดี
4 Conclusion / ข้อสรุป
ลูกเซรามิกในอนุภาคกระจายที่ไหลไหลบัลลังก์ความร้อน, ลูกเซรามิกอัตราการไหลของมวลเป็น 1.0, 1.2, 1.4 กิโลกรัม / นาทีและลูกเซรามิกได้รับการถ่ายโอนการทดลองพาความร้อนอากาศ (แทนการใช้ก๊าซไพโรไลซิ) เป็น , ลูกเซรามิกและมวลผงอัตราส่วนของชีวมวลเป็น 15: 1, 20: 1, 25:13 ชนิดของสภาพการทำงานที่เป็นลูกเซรามิกให้บริการความร้อน, การทดสอบการถ่ายเทความร้อนผงชีวมวลมัลติและเครื่องใช้วิธีการวิเคราะห์และเกี่ยวข้อง. วิธีการวิเคราะห์ของอนุภาคเดี่ยวไหลเวียนค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนลูกเซรามิกและอากาศตามลำดับ 291.3W / (m 2·° C) และ 200.3W / (m 2·℃). วิธีการวิเคราะห์สมดุลความร้อนที่ได้รับความร้อนลูกเซรามิกกลุ่มอนุภาคผู้ให้บริการและอนุภาคของสมการถ่ายโอนความร้อนชีวมวลขนาดที่ถูกเกณฑ์ Nu c= 176 + 0.079Re cและ Nu c= 22.97 + 0.2251Re bการศึกษาที่อยู่อาศัยกฎหมายของการแก้ปัญหามวลความร้อนให้ทฤษฎีพื้นฐานสำหรับการถ่ายโอนความร้อน
อ้างอิง
'1' ไพโรไลซิรวดเร็ว Fuli Hua ราเจิ้งรหัสฝนเทคโนโลยีชีวมวลเหลวความคืบหน้า 'J' อุตสาหกรรมเคมี 2007 (2): 45-49
'2'BridgwaterAV.Principles และการปฏิบัติของกระบวนการไพโรไลซิชีวมวลอย่างรวดเร็วสำหรับ liquids'J'.Journal ofAnalytical และการประยุกต์ใช้ Pyrolysis 1999, 51 (1): 3 ~ 22
'3' สวมใส่วันสีแดง, Qian Zhang Nonyl หลี่ Hongshun กลไกการถ่ายโอนความร้อนของเตียง fluidized หมุนเวียน - การปรับปรุงรูปแบบอนุภาคลอยตัว 'J' เผาไหม้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปี 1997 3 (3): 270 ~ 279
'4' หลิว Anyuan หลิวชิชนทฤษฎีการศึกษาอนุภาคในการถ่ายเทความร้อนเตียง fluidized 'J' สังคมจีนสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้าปี 2003 23 (3): 161-165
'5' ฮ่องกง Hangjian, Sunguo แก๊งวัง Maohui การทดลองลักษณะการถ่ายโอนความร้อนของความแตกต่างที่มีขนาดใหญ่ในที่พัก Fluidized 'J' เทคโนโลยีการกลั่นและวิศวกรรม, 2008 38 (3): 18 ~ 23
'6' กันหลี่ยี่ Weiming, เฮือนสุขภาพและเช่นหลอดทดลองวางแนวตั้งกับลูกเซรามิกและการถ่ายเทความร้อน 'J' วิศวกรรมเกษตร 2009, 25 (2): 72-76
'7'Mansoori Z, Saffar-AvvalM, Basirat TabriziH, et al.Inter อนุภาคการถ่ายเทความร้อนในการยกระดับของก๊าซแข็งป่วน flows'J'.PowderTechnology, 2005, 159 (1): 35 ~ 45
'8'Papadikis K, Gerhauser H, BridgwaterA V, et al.CFD การสร้างแบบจำลองของไพโรไลซิของในเที่ยวบินเซลลูโลสอนุภาค thefast ยัดเยียดให้ transfer'J'.Biomass พาความร้อนและพลังงานชีวภาพ 2009, 33 (1): 97 ~ 107 .
'9' หลี่น้อยวางท่อเครื่องปฏิกรณ์รูปแบบการกระจายตัวของความร้อนวัตถุดิบวิจัย 'D' เสิ่นหยาง: เสิ่นหยางมหาวิทยาลัยเกษตร 2010
