МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛО- И МАССООБМЕННОГО ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА ПОДСОЛНЕЧНОЙ БИОМАССЫ В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ ПИРОЛИЗНОЙ УСТАНОВКИ
Keywords:
пиролиз, подсолнечная биомасса, теплообмен, массообмен, математическое моделирование, трубчатый реактор.Abstract
В статье представлено математическое моделирование тепло- и массообменных процессов пиролиза подсолнечной биомассы в трубчатом реакторе. Модель основана на уравнениях сохранения массы, импульса, энергии и компонентного состава, реализованных в среде SolidWorks. Применён закон Дарси для описания фильтрационного потока через пористую среду. Учтены физико-химические характеристики подсолнечной биомассы, включая теплопроводность, влажность и пористость. Проведено нестационарное численное моделирование с оценкой влияния температуры, скорости, пористости и состава на эффективность процесса. Результаты демонстрируют фронтальное распространение зоны пиролиза снизу вверх с постепенным снижением тепловыделения и образования летучих продуктов. Установлено, что ключевые параметры, такие как пористость и теплопроводность, существенно влияют на скорость и распределение реакции. Разработанная модель может быть использована для оптимизации конструкции реакторов и параметров их работы.
References
1. Митрофанов А.В, Сизова О.В. Математическое моделирование и анализ функционирования цилиндрического пиролизного реактора с радиальным нагревом, Вестник ИГЭУ. 2021. № 5.
2. Грачев А.Н. Разработка методов расчёта технологии и оборудования пирогенетической переработки древесины в жидкие продукты. Автореферет, Казань. 2012.
3. Mamatkulova S. G., Uzakov G. N. Modeling and calculation of the thermal balance of a pyrolysis plant for the production of alternative fuels from biomass //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2022. – Т. 1070. – №. 1. – С. 012040.
4. Тунцева Д.В., Сафин Р.Г. Переработка лингина термическим способом. Вестник Казанского технологического университета. 2014. № 16.
5. Митрофанов А.В., Колибаба О.Б. Исследование тепло- и массообмена в процессе топливоподготовки частицы биомассы с высокой влажностью. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2023. № 4.
6. Uzakov, G., Mamatkulova, S., Ergashev, S., Qodirov, F., & Turayev, A. (2023). Modeling of heat exchange processes in a condenser of a pyrolysis bioenergy plant. In BIO Web of Conferences (Vol. 71, p. 02021). EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/bioconf/20237102021
7. Алешина А. С., Сергеев В. В. Газификация твердого топлива: учеб. Пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2010. — 202 с.
8. Mamatkulova S. G., Uzakov G. N., Qodirov F. E. Modeling and Analysis of the Kinetics of the Pyrolysis Process of Biomass with Influence Raw Material Composition on Comsol Multiphysics, 2024 4th International Conference on Technological Advancements in Computational Sciences (ICTACS), Tashkent, Uzbekistan, 2024, pp. 1315-1318, DOI: 10.1109/ICTACS62700.2024.10840876.
This work is licensed under a 