Диссертация

Создатель: Салганский, Евгений Александрович

Название: Моделирование газификации твердого горючего в фильтрационном режиме

Справка об оригинале: Салганский, Евгений Александрович. Моделирование газификации твердого горючего в фильтрационном режиме : диссертация … кандидата физико-математических наук : 01.04.17 Черноголовка, 2004 94 c. : 61 05-1/212

Физическое описание: 94 стр.

Выходные данные: Черноголовка, 2004

Подождите идет оформление заказа

В корзину

Цена Доставки
500 руб.

Оформить заказ

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ
Рассредотачиваний В ПРОТИВОТОЧНОМ РЕАКТОРЕ
ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ
21 Воздушная газификация Постановка задачки
22 Результаты расчетов и обсуждение
23 Переходная волна Постановка задачки
24 Результаты расчетов и обсуждение
25 Паровоздушная газификация Постановка задачки
26 Результаты расчетов и обсуждение
ГЛАВА 3 НЕСТАЦИОНАРНАЯ МОДЕЛЬ, УЧИТЫВАЮЩАЯ
КИНЕТИКУ ПРОТЕКАЮЩИХ РЕАКЦИЙ, ЗАВИСИМОСТЬ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ Черт ФАЗ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И
СОСТАВА, КОНЕЧНЫЙ РАЗМЕР РЕАКТОРА
31 Постановка задачки
32 Результаты расчетов и обсуждение 61 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81 Главные РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 84 ОБОЗНАЧЕНИЯ 86 Перечень ЛИТЕРАТУРЫ

Введение:
Под фильтрационным горением (ФГ) понимается распространение волн экзотермического перевоплощения в пористой среде при фильтрации газа [1-4]. Специфичным элементом, определяющим особенность горения этого класса систем, является фильтрация газа, выступающего не только лишь в роли участника хим реакции, да и теплоносителя, формирующего структуру волны горения. Другим принципиальным фактором является возможность сильного разбавления реагентов инертной примесью, которая не скапливается в зоне реакции, а уносится с потоком.
При фильтрационном горении может наблюдаться явление «сверхадиабатических разогревов» (температура в зоне горения становится выше адиабатической), обусловленное концентрацией выделяющегося тепла в зоне горения за счет внутреннего термообмена меж газовой и конденсированной фазами [5-7]. Конкретно благодаря этому явлению становятся фактически осуществимы разные технологические процессы в малокалорийных системах, к примеру, газификация низкосортных углей, переработка горючих отходов машиностроительного производства и др.
Преимуществами сверхадиабатического способа газификации жестких топлив, по сопоставлению с известными техническими решениями, являются: высочайший энергетический КПД процесса, позволяющий перерабатывать малокалорийные консистенции с наименьшим содержанием горючего материала до 5%; низкое содержание ядовитых веществ в газообразных продуктах сгорания; возможность действенной переработки неких видов отходов, которые не могут быть утилизированы другими методами.
Фильтрационные системы, обычно, являются макрогетерогенными. Потому характеристики состояния и состав товаров, определяются как скоростями отдельных физико-химических стадий, так и критериями организации и проведения процесса. Наличие огромного числа управляющих характеристик, таких как величина, направление, состав газового потока, дисперсность и калорийность конденсированной фазы и т.д. вызывает потребность в высококачественной теории, позволяющей предсказать следствия тех либо других конфигураций характеристик на свойства процесса.
К истинному моменту тщательно подверглись рассмотрению имеющиеся модели фильтрационного горения твердого горючего. В главном, в этих работах рассматривалось горение в однотемпературной постановке для нескончаемого реактора. Однотемпературный подход подразумевает очень неширокую ширину зоны межфазного термообмена, что очень уменьшает интервал конфигурации управляющих характеристик. Также, остается открытым вопрос о температурных профилях фаз в зоне реакции. В почти всех работах исследовалась стационарная задачка, что просит дополнительной проверки стойкости отысканных решений. В ряде работ учитывался таковой вид теплопотерь, как теплоотдачи через стену реактора. Для простоты анализа хим схема процесса принималась очень облегченной, и воздействие сложной кинетики на свойства процесса не рассматривалось. Во всех работах теплофизические характеристики системы принимались неизменными. При таковой постановке задачки в случае адиабатического реактора (и в предположении всепостоянства термического эффекта реакции) при равенстве теплоемкостей потоков фаз (теплоемкость потока фазы равна произведению теплоемкости, плотности и линейной скорости фазы) значение наибольшей температуры в зоне горения может расти до бесконечности [8].
Но, невзирая на принятые упрощения, эти модели растолковали многие явления, имеющие место при газификации твердого горючего. А конкретно: инверсию волны горения; рекуперацию тепла в зону хим реакций; режимы с неполным расходованием окислителя; ограничение наибольших разогревов боковыми теплоотдачами и т.д. При всем этом, открытыми остались вопросы об ограничении наибольших разогревов в адиабатическом реакторе; подробной структуре зоны горения; температурных профилях фаз и скорости горения с учетом сложной хим схемы (воздействие кинетики) и т.д.
Предметом диссертационной работы является предстоящее исследование фильтрационного горения твердого горючего с газообразным окислителем способом математического моделирования [9,10].
С учетом вышесказанного, для исследования ФГ предлагается двухтемпературная математическая модель стационарного процесса, учитывающая зависимость теплофизических черт фаз от температуры и состава, конечную длину реактора [11,12]. Можно ждать, что учет зависимости теплоемкостей фаз от температуры и состава не даст четкого равенства теплоемкостей потоков фаз, от соотношения которых зависят наибольшие разогревы в зоне горения. Модель построена на принципах установления термодинамического равновесия в зоне реакции. Полагалось, что доминирующим процессом при формировании структуры волны горения является процесс термообмена меж фазами. Потому, не умаляя ценности детализированного рассмотрения кинетики хим реакции, для упрощения модели заложили ординарную хим схему. Т.к. имеются работы, в каких рассматривалось воздействие боковых теплопотерь на свойства газификации, основное внимание было уделено такому виду теплопотерь как утраты тепла через торцы реактора (вынос тепла из реактора продуктами реакции). Расчет позволяет оценивать состав газообразных товаров сгорания.
Имеющиеся теоретические модели оставляют открытым вопрос о структуре зон реакции и вторичных хим реакций (зоны восстановления). Для подробного исследования структуры зон реакции и восстановления представлена двухтемпературная одномерная модель нестационарного фильтрационного горения твердого горючего, учитывающая кинетику протекающих реакций, зависимость теплофизических черт фаз от температуры и состава, конечную длину реактора. Полагалось что, горение инициировалось обогревом части конденсированной фазы, потом процесс выходил на установившийся режим. Хим схема паровоздушной газификации включает 7 обратимых брутто-реакций. Численный метод позволяет включать дополнительные реакции в приведенную схему.