Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Энергетикалык изилдөөлөр / Нымдуу абадан жылуулук өндүргөн кыймылдуу катмарлуу реактор: 3D көп физикалык модель менен термохимиялык энергия сактоо
Энергетикалык изилдөөлөр

Нымдуу абадан жылуулук өндүргөн кыймылдуу катмарлуу реактор: 3D көп физикалык модель менен термохимиялык энергия сактоо

Бул изилдөө төмөн температурадагы күн жылуулугун же калдыктуу жылуулукту узак убакыт сактоо үчүн колдонулушу мүмкүн болгон стронций бромид гидратына негизделген ачык циклдүү термохимиялык энергия сактоо реакторун үч өлчөмдүү сандык модель менен карайт.

27/07/2026  Veri Anla 23 көрүү
Нымдуу абадан жылуулук өндүргөн кыймылдуу катмарлуу реактор: 3D көп физикалык модель менен термохимиялык энергия сактоо

Бул изилдөө, төмөн температуралы күн жылуулуксынын же калдыктуу жылуулукнын узун сүре сакланмасы үчүн кулланылабилежек, стронций бромиди гидрат есаслы ачык циклдүү бир термохимиялык энергия сактоо реакторүнү үч өлчөмдүү сайысал моделле инжелемектедир. Реактөрде катуу СрБр₂·Х₂О бөлүкчөлөры йерчекими еткисийле ашагы догру харекет едеркен нымдуу аба йатагын ичинден горизонталдык йөнде гечмектедир. Су бууы менен туз арасындаки экзотермиялык гидратация реакцияу, деполанмыш кимйасал енержийи йениден жылуулукйа дөнүштүрмекте жана реакторден чыкан хаванын сыжаклыгыны йүкселтмектедир.

Изилдөөчүлөр COMSOL Мултипхйсижс ортамында тешиктүү чөйрө агымыны, суу буусу ташынымыны, реакция кинетигини, катуу жана газ фазларындаки жылуулук өткөрүүни жана кыймылдуу туз йатагыны бирлештирен үч өлчөмдүү бир модел гелиштирмиштир. Каты бөлүкчөлөрын ашагы догру илерлемеси, Арбитрарй Лагрангиан–Еулериан (ALE) ады верилен кыймылдуу аг йөнтемийле темсил едилмиштир. Бөйлеже реактор ичиндеки реакция жепхеси, температура аланы, суу буусу дагылымы, басым жоготуусу жана жергиликтүү туз айланууү замана жана конума баглы оларак изленебилмиштир.

Моделин негизги сонужу, реактор перформансыны белирлейен ен гүчлү ишлетме дегишкенинин кирүү хавасындаки нем миктары олдугудур. кирүү неми 4 г/кг’дан 12 г/кг’а йүкселтилдигинде йатак сыжаклыгы болжол менен 26°Ж’ден 39°Ж’йе, хавайа актарылан йарарлы хажимсел жылуулук исе болжол менен 2 кW/м³’тен 5,5 кW/м³’е чыкмыштыр. дагы жогорку нем, суу буусу кысми басынжыны жана гидратацияун термодинамик итижи кувветини артырмыш; дагы сыжак, дагы гениш жана дагы белиргин бир реакция бөлгеси түзгөн.

Хава дебисинде ен денгели сонуч 110 м³/саат кошулунда елде едилмиштир. 80 м³/саатте хава тузла дагы узун сүре темас етсе де жалпы жылуулук ташыма капаситеси төмөн калмыштыр. 140 м³/саатте исе хава дагы хызлы харекет етмиш, бирок кыса темас сүреси жана гүчлү конвектиф согутма неденийле реакция жана йатак сыжаклыгы сынырланмыштыр. Каты йатагын 0,5–2 жм/саат арасындаки харекет ылдамдыгы температура жана анлык жылуулук чыкышыны гана сынырлы өлчүде дегиштирмиш; буна каршы дагы хызлы катуу харекети тузун реакторде калма сүресини кысалтарак тамамланмамыш гидратация рискини артырмыштыр.

Модел дагы өнже йайымланмыш эксперименттик бир кыймылдуу катмар реакторү изилдөөсүнын температура, нем жана жылуулук чыкышы верилерийле салыштырылган. Егилимлер жана жалпы бүйүклүклер тажрыйбалерле уйумлудур. ошондой болсо да PDF’деки ырастоо таблосунун түздөн-түз хесапланмасы, базы кошуллардаки гөрели фаркларын өзетте билдирилен йүзде 1–4 аралыгыны ашарак пайдалуу жылуулукда йүзде 8’е, йатак сыжаклыгында болжол менен йүзде 7’йе улашабилдигини көрсөтөт.

Чалышма жаңы бир физиксел реактор же жаңы эксперименттик маалымат сунмамактадыр. Булгулар, литератүрдеки эксперименттик дүзенегин үч өлчөмдүү моделленмесине жана параметрик сайысал симүласйонлара дакүйүүктадыр. Малземенин узун дөнемли цикл карарлылыгы, агломерасйон, ашынма, деликуесанс, бөлүкчө кырылмасы жана чыныгы тесис контролү инжеленмемиштир. Чалышма хакем баалоосинден гечмемиш бир препринттир.

Термохимиялык энергия сактоо неден өнемлидир?

Гүнеш енержиси, ендүстрийел калдыктуу жылуулук жана дигер йениленебилир жылуулук кайнаклары үретилдиклери анда хер заман кулланыламаз. айрыкча бина жылуулуктмасында йазын же гүндүз елде едилен жылуулукнын хафталар йа да айлар сонра кулланылабилмеси, жогорку енержи тыгызлуклу жана төмөн беклеме кайыплы деполама йөнтемлери талап кылат.

Исыл энергия сактоо текноложилери жалпы оларак үч груба айрылмактадыр:

  • Дуйулур жылуулук деполама: Су, таш же бетон гиби бир малземенин сыжаклыгынын йүкселтилмесине дайаныр.
  • Гизли жылуулук деполама: Фаз дегиштирен малземелерин ериме же катуулашма енержисини кулланыр.
  • Термохимиялык энергия сактоо: Исыйы терсинир бир кимйасал реакцияун үрүнлеринде деполар.

Термохимиялык деполамада шарж едилмиш реакция үрүнлери ортам сыжаклыгында бирбиринден айры тутулабилдиги үчүн узун беклеме сүресинде сүрекли сыжак бир танкын корунмасы герекмез. Енержи, температура фаркы йерине кимйасал билешимде сакланыр. Бу неденле узун дөнемли же мевсимсел деполамада жылуулук кайыплары олдукча төмөн олабилир.

Туз гидратлары насыл жылуулук деполамактадыр?

Чалышмада кулланылан реакция чифти стронций бромиди моногидрат менен стронций бромиди хекзагидрат арасындадыр. PDF’де реакция ашагыдаки бичимде берилген:

\[ SrBr_2\cdot H_2O(s) + 5H_2O(g) \rightleftharpoons SrBr_2\cdot 6H_2O(s) + 5\Delta H \]

Шарж ашамасында гидратлы туза сыжак жана куру хава верилерек баглы суйун бир бөлүмү узаклаштырылыр. Бу ендотермик дегидратация үчүн дышарыдан жылуулук сагланыр жана енержи сусузлаштырылмыш туз йапжылуулукнда кимйасал потансийел оларак деполаныр.

Дешарж ашамасында исе согук жана нымдуу аба сусузлаштырылмыш тузла темас едер. Туз, хавадаки суу буусуны йениден баглайарак гидратланыр. Хидратасйон экзотермиялык олдугу үчүн ачыга чыкан жылуулук хавайы жылуулуктыр. Исынмыш чыгуу хавасы айры бир жылуулук дегиштирижи үзеринден бина же бөлгесел жылуулуктма системине енержи актарабилир.

Реаксийонун герчеклешебилмеси гана хавада су булунмасына баглы дегилдир. Хавадаки чыныгы суу буусу басынжынын, тузун булундугу температуратаки тең салмак буу басымыны ашмасы герекир. Бу неденле нем, температура жана денге басынжы бирбирине баглыдыр.

Ачык жана капалы термохимиялык системлер арасындаки фарк

Капалы бир термохимиялык системде туз менен саф суу буусу чогунлукла вакум алтында реакцияа гирер. Бу йапы дагы контроллү олабилир; бирок буулаштырыжы, йогуштуружу, сывы су депосу, вакум екипманы жана сыздырмазлык талап кылат.

Инжеленен ачык системде газ реактифи оларак атмосферик басымтаки нымдуу аба кулланылмактадыр. Бу сайеде айры бир суу буусу циклине ихтийач азалыр. Буна каршы систем дыш ортам немине чок дагы дуйарлы хâле гелир. Фазла нем тузун йапышмасына, агломерасйона же деликуесанса; төмөн нем исе йетерсиз реакция хызына неден олабилир.

Харекетли йатаклы реактор насыл изилдөөктадыр?

Реактөрүн үст бөлүмүнден куру же төмөн гидратлы СрБр₂ бөлүкчөлөры бесленмектедир. Каты йатак йерчекими еткисийле дикей оларак ашагы догру харекет едер. Алт тарафтаки дөнер вана, катуунын реакторден чыгуу хызыны жана долайжылуулукйла катуу хызыны контрол едер.

Нымдуу аба реакторүн бир йанындан гиререк катуу йатага чапраз йөнде илерлер жана каршы тарафтан чыкар. Бу чапраз агым дүзенинде:

  • Каты фаз йукарыдан ашагыйа,
  • Газ фаз солдан сага,
  • Су бууы хавадан катууйа,
  • Реаксийон жылуулуксы катуудан жана реакция бөлгесинден хавайа

ташынмактадыр.

PDF’деки реактор шемасында, катуу кирүү хуниси үстте, кыймылдуу реактиф йатак меркезде, катуу чыгуу меканизмасы алтта жана нымдуу аба баглантылары реактор гөвдесинин ики йанында йер алмактадыр. Меркездеки дар дикей йатак, генишлейен ики йан хава дагытым хажмийле чеврилмектедир.

Реактөр геометрисинин негизги өлчүлери

Геометрик дегишкенPDF’де верилен маани
Топлам бийиктик Х13.100 мм
Үст беслеме бөлүмү Х2675 мм
Ана гөвде йүксеклиги Х31.600 мм
Алт шилтеме Х4120 мм
Үст дар бөлүм Х5100 мм
Реактиф/йан гөвде бөлгеси Х6950 мм
Алт куту йүксеклиги Х7597 мм
Табан узунлугу Л1950 мм
Табан генишлиги W1650 мм
Йан шилтеме чапы Д160 мм
Үст бөлүм ачжылуулук θ70°

Реактиф йатагын үзериндеки ики пасланмаз челик дубал, хаванын үсттеки бош бөлгеден түздөн-түз чыкыша качмасыны енгеллемек жана агымы туз йатагына зорламак амажыйла колдонулган. Бу дуварлар ошол эле заманда ек хидролик диренч түзгөн.

Араштырманын хедефледиги билимсел бошлук

Өнжеки кыймылдуу катмар изилдөөлары чогунлукла ики бойутлу, йыгылмыш параметрели же жогорку температуралы жана терсинмез реакциялара йөнелик моделлер кулланмыштыр. Бу йаклашымлар ашагыдаки еткилери ошол эле анда айрынтылы бичимде йакаламакта сынырлы калмыштыр:

  • Каты йатагын сүрекли харекети,
  • Үч бойутлу хава дагылымы жана йан качаклар,
  • Су бууы кысми басынжына баглы реакция кинетиги,
  • Реаксийон жепхесинин узай жана заман ичиндеки илерлемеси,
  • Йерел тешиктүүлүк жана өткөрүмдүүлүк еткилери,
  • Каты калыш сүреси менен айлануу арасындаки илишки,
  • Исы чыкышы менен жалпы энергия сактоо верими арасындаки өдүнлешме.

Чалышманын амажы бу сүречлери тек бир үч өлчөмдүү, сүрекли ишлетим моделинде бирлештирмек жана модел сонучларыны дагы өнже йайымланмыш эксперименттик реактор верилерийле салыштырууктыр.

Моделде кулланылан изилдөө шарттары

Параметренегизги же инжеленен маани
кирүү хавасы сыжаклыгыболжол менен 21–25°Ж; негизги дурумда 22°Ж
кирүү абсолюттук нымдуулуки4, 9 жана 12 г су/кг куру хава
Багыл немболжол менен 0,28; 0,60 жана 0,80
Хава дебисиНатыйжа анализинде 80, 110 жана 140 м³/саат
Каты ылдамдыгы0,5; 1; 1,5 жана 2 жм/саат
Атмосфер басынжы1 бар
Туз тыгызлугу3.500 кг/м³
Туз жылуулук илеткенлигинегизги дурумда 0,5 W/(м·К)
Йатак гөзенеклилиги0,317
Гечиргенликнегизги дурумда 10−8 м²
Бйпасс фактөрүнегизги ырастоо дурумунда 0,33
Симүласйон сүресиЧогу сонучта 8 саат; тажрыйба ачыкламасында 10 саат

Моделин негизги варсайымлары

  • Исы жана масса ташынымыны есас оларак хава агымы сүрүклемектедир.
  • Каты йатак чок йаваш харекет еттиги үчүн хава динамиги үзериндеки гери еткиси ихмал едилмиштир.
  • Газ агымы карарлы жана кирүү кеситинде дүзгүн кабул едилмиштир.
  • Каты бөлүкчөлөр сабит хызла ашагы догру харекет етмектедир.
  • Тузун реакция сырасында кимйасал реактивитесини жана меканик йапжылуулукны корудугу варсайылмыштыр.
  • Йатак гөзенеклилиги, бйпасс еткисинин айрыжа танымландыгы дурумлар дышында сабит кабул едилмиштир.
  • Нымдуу аба идеал газ карышымы оларак моделленмиштир.
  • Узун сүрели циклсел бозунма, топакланма, бөлүкчө кырылмасы жана ашынма моделе дâхил едилмемиштир.

Су бууы жана туз айланууүнүн корунуму

Гөзенекли йатактаки суу буусу денгеси, бириким, реакцияла түкетим жана газ агымыйла ташыным теримлеринден олушмактадыр. PDF’деки гөстеримин өзлү бичими шөйледир:

\[ \varepsilon n_h\frac{\partial y_v}{\partial t} = \phi_v(1-y_v) - n_h\mathbf{u}_h\cdot\nabla y_v \]

  • ε: Йатак гөзенеклилиги,
  • нх: Нымдуу абанын молар тыгызлугуну темсил еден терим,
  • йв: Су бууы мол же масса фраксийону,
  • φв: Реаксийон неденийле олушан же түкетилен буу кайнак терими,
  • ух: Нымдуу абанын ылдамдык вектөрүдүр.

Тузун жергиликтүү гидратация айланууү үчүн верилен денге:

\[ (1-\varepsilon)\frac{\partial X}{\partial t} = -\frac{\phi_v}{\nu} - \mathbf{u}_s\cdot\nabla X \]

  • X: Йерел гидратация айланууү,
  • ν: Стокийометрик коэффициент,
  • ус: Каты йатагын ашагы йөнлү хызыдыр.

Икинжи денклемде илк терим кимйасал реакцияла айланууү, икинжи терим исе дөнүшмүш же дөнүшмемиш катуунын йатак бойунжа ташынмасыны түшүндүрөт.

Гөзенекли ортам агымы: Бринкман денклеми

Реактөрдеки хава агымы, Даржй йасасына вискоз кайма еткилерини еклейен Бринкман денклемийле моделленмиштир:

\[ \rho(\mathbf{u}\cdot\nabla)\mathbf{u} = \nabla\cdot\left[-p\mathbf{I} +\mu\left(\nabla\mathbf{u}+(\nabla\mathbf{u})^T\right)\right] -\му\алпха\матхбф{у} +\рхо\матхбф{Ф} \]

  • ρ: Газ карышымынын тыгызлугу, кг/м³,
  • у: ылдамдык вектөрү, м/с,
  • п: Басынч, Па,
  • μ: Динамик вискозите, Па·с,
  • α: Гөзенекли ортамын Даржй диренжийле илишкили терим, м−2,
  • Ф: Бирим күтлейе еткийен жисим кувветидир.

теңдеме, йан хава гиришинде олушан хызлы жетлери, генишлеме бөлгелериндеки долашымы, туз йатагындаки басым жоготуусуны жана чыгуу каналындаки вискоз диренжи хесапламак үчүн колдонулган.

Исы трансфери жана реакция жылуулуксы

Газ фазындаки енержи денклеми, конвексийон, илетим жана хажимсел жылуулук кайнакларыны бирликте ичермектедир:

\[ \rho C_p\mathbf{u}\cdot\nabla T+\nabla\cdot\mathbf{q} = Q+Q_p+Q_{vd} \]

\[ \mathbf{q}=-k\nabla T \]

  • Жп: Өзгүл жылуулук капаситеси, Ж/(кг·К),
  • Т: Сыжаклык, К же °Ж фаркы,
  • q: Илетимле жылуулук акжылуулук, W/м²,
  • Q: Кимйасал реакцияун хажимсел жылуулук кайнагы, W/м³,
  • Qп: Басынч иши,
  • Qвд: Вискоз йайылым теримидир.

Каты фазында харекет жана конвексийон ихмал едилдигинде енержи денклеми:

\[ \rho C_p\frac{\partial T}{\partial t}+\nabla\cdot\mathbf{q} = Q+Q_{ted} \]

бичиминде берилген. Термал генлешме терими Qтед изилдөөдө ихмал едилмиштир.

Хидратасйонун экзотермиялык жылуулук кайнагы:

\[ Q=R_{react}\Delta H_{hydration} \]

шеклинде колдонулган. Реаксийон ылдамдыгы йүкселдикче ошол эле бөлгеде ачыга чыкан хажимсел жылуулук да артмактадыр.

Нем жана сыжаклыга баглы реакция кинетиги

Йерел реакция ылдамдыгы үчүн Аррхениус бичимли жана буу басынжы итижи куввети ичерен теңдеме колдонулган:

\[ X_a=A_r\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)(1-X) \left(1-\frac{p_v}{p_{eq}}\right) \]

  • Xа: Йерел реакция ылдамдыгы, 1/с,
  • Ар: Өн үстел коэффициент; PDF’де 1,63×104 оларак берилген,
  • Еа: Активасйон енержиси, 56,6 кЖ/мол,
  • Р: Евренсел газ сабити,
  • Т: Мутлак температура, К,
  • X: Йерел айлануу,
  • пв: Су бууы кысми басынжы,
  • пеq: Туз-гидрат денгеси үчүн буу басынжыдыр.

Денклемдеки ишаретин гидратация йөнүндеки кулланымынын уйгулама айрынтылары PDF’де там оларак ачыкланмамыштыр. Метин, жылуулук кайнагынын гана суу буусу басынжынын денге ешигини аштыгы жана хава-туз темасынын булундугу бөлгелерде еткин олдугуну белиртмектедир.

Денге бууы басынжы

Денге басынжы Жлаусиус–Жлапейрон түрү багынтыйла эсептелген:

\[ P_{eq}=P_{ref}\exp\left(-\frac{\Delta H^0}{RT} +\frac{\Delta S^0}{R}\right) \]

  • Преф: Реферанс басым,
  • ΔХ0: Стандарт реакция енталписи; модел таблосунда 67.400 Ж/мол,
  • ΔС0: Стандарт реакция ентрописи; модел таблосунда 175 Ж/(мол·К).

Бу илишки, температура йүкселдикче тузун суу буусуйла денге кошулунун насыл дегиштигини белирлемектедир. Реактөрдеки чыныгы буу басынжы менен Пеq арасындаки фарк, гидратацияун сүрмесини саглайан негизги термодинамик еткидир.

Гөзенекли йатагын еткин жылуулук өзелликлери

Газ менен катуу фазын хажимсел орталама жылуулук өзелликлери ашагыдаки шекилде бирлештирилмиштир:

\[ (\rho C_p)_{eff} = (1-\varepsilon)(\rho C_p)_s +\varepsilon(\rho C_p)_v \]

\[ k_{eff} = (1-\varepsilon)k_s+\varepsilon k_v \]

Тузун өзелликлери айланууе ылайык моногидрат жана хекзагидрат арасында догрусал оларак дегиштирилмиштир:

\[ (\rho C_p)_s = (1-X)(\rho C_p)_{s1} +X(\rho C_p)_{s0} \]

\[ k_s=(1-X)k_{s1}+Xk_{s0} \]

PDF’де с1 жана с0 алт индислеринин сырасыйла хекзагидрат жана моногидраты гөстердиги белиртилмиштир. бирок денклемлерде X’ин ханги уч дурумда ханги гидраты темсил еттиги йетеринже ачык дегилдир; бу таным көз карандысыз йениден үретимде нетлештирилмелидир.

Хавайа актарылан пайдалуу жылуулук

чыгуу хавасынын ташыдыгы пайдалуу жылуулук ашагыдаки дуйулур жана суу буусуна баглы енталпи фаркындан эсептелген:

\[ q_{heat} = \dot{m}_{a,in} \left[ (C_{pa}+w_{out}C_{pv})T_{out} - (C_{pa}+w_{in}C_{pv})T_{in} \right] \]

  • \(\dot{m}_{a,in}\): кирүү куру хава күтлесел дебиси, кг/с,
  • Жпа: Куру хаванын өзгүл жылуулуксы,
  • Жпв: Су бууынын өзгүл жылуулуксы,
  • wин, wоут: кирүү жана чыгуу абсолюттук нымдуулуклери,
  • Тин, Тоут: кирүү жана чыгуу температураларыдыр.

Натыйжа графиклеринде бу маани реактор хажмине ылайык кW/м³ оларак рапорланмыштыр.

Сыныр шарттары

СынырУйгуланан шарт
Каты кирүүХава ылдамдыгы сыфыр; катуу үчүн ашагы йөнлү ылдамдык жана сабит кирүү сыжаклыгы
Нымдуу аба гиришиСабит хава сыжаклыгы, нем, басым жана чыгым
Каты чыгууКатынын контроллү чыкышы; бу бөлүмде хава агымы жана жылуулук гечиши йок кабул едилмиштир.
Хава чыкышыАтмосфер басынжында басым чыкышы
Дыш дуварларЧеврейе жылуулук кайбы колдонулган.

кирүү суу буусу деришими жана кысми басынжы:

\[ c_{in}=\frac{P_v}{RT_{in}} \]

\[ P_v=P_s\cdot RH \]

багынтыларыйла түзүлгөн. Бурада Пс, кирүү сыжаклыгындаки доймуш суу буусу басынжы; RH исе салыштырмалуу нымдуулукдир.

ALE кыймылдуу аг йөнтеми

Харекетли йатагын ашагы йөнлү илерлемеси, геометринин сабит бир катуу агым аланы оларак быракылмасы йерине аг дүгүмлеринин катуунын йер дегиштирмесини излемесини саглайан Арбитрарй Лагрангиан–Еулериан йөнтемийле моделленмиштир.

ALE уйгуламасында:

  • Каты чыкышында ашагы йөнлү нормал аг ылдамдыгы танымланмыш,
  • Йан дуварларда тегетсел кжылуулуктламасы олмайан кайма шарттары кулланылмыш,
  • Агын истенмейен бозулмасыны өнлемек үчүн симетри же макаралы кжылуулуктлар уйгуланмыш,
  • Аг деформасйонунда Йеох йөнтеми жана 10 дегеринде сертлештирме колдонулган.

Бу кыймылдуу аг; агым, суу буусу ташынымы, реакция жана енержи денклемлерийле еш заманлы чөзүлмүштүр. Бөйлеже жаңы тузун реакторе гирмеси жана кысмен гидратланмыш тузун ашагы ташынмасы моделленебилмиштир.

Аг багымсызлыгы

АгЕлеман сайжылуулукЙатак сыжаклыгы сапмасычыгуу сыжаклыгы сапмасыЙарарлы жылуулук сапмасычыгуу неми сапмасы
Каба302.554Реферанс верилмемишРеферанс верилмемишРеферанс верилмемишРеферанс верилмемиш
Орта644.783%1,84%1,17%0,93%1,45
дагы инже2.962.982%0,68%0,23%0,016%0,47

Изилдөөчүлөр хесаплама малийети менен догрулук арасындаки денге неденийле 644.783 елеманлы агы кулланмыштыр. ошондой болсо да таблода сапмаларын ханги аг чифтине же ханги нихаи реферанса ылайык хесапландыгы ачык бичимде танымланмамыштыр.

Метин үч өлчөмдүү хесаплама бөлгесинде “сербест үчгенсел елеманлар” кулланылдыгыны сөйлемектедир. Үч бойутлу хажим агларында тетрахедрал елеман ифадеси бекленир; PDF’деки аг гөрсели де тетрахедрал хажим агына бенземектедир. Бу терминоложи йениден үретим ачжылуулукндан ачыклыга кавуштурулмалыдыр.

Моделин эксперименттик верилерле каршылаштырылмасы

Модел температура, кирүү-чыгуу неми, пайдалуу жылуулук жана басым жоготуусу ачжылуулукндан дагы өнже йайымланмыш кыймылдуу катмар тажрыйбалерийле салыштырылган. кирүү неминин тажрыйбаде илк болжол менен 0,22 саат ичинде 0’дан 9 г/кг’а йүкселмеси, тажрыйба графигинден сайысаллаштырылмыш замана баглы бир интерполасйон фонксийонуйла моделе актарылмыштыр.

Сыжаклык салыштыруу графигинде йатак ичиндеки ики өлчөө хатты жана чыгуу сыжаклыгы болжол менен секиз саат бойунжа гөстерилмектедир. Симүласйон температура егрилери эксперименттик егилимлери такип етмектедир. чыгуу сыжаклыгы симүласйонда болжол менен 32,7°Ж, тажрыйбаде исе болжол менен 31°Ж чевресиндедир. Ич йатак температуралары болжол менен 35–37°Ж аралыгындадыр.

Су бууы графигинде кирүү неми болжол менен 0,009 кг/кг дүзейине, чыгуу неми исе болжол менен 0,005 кг/кг дүзейине улашмактадыр. чыгуу неминин гириштен төмөн олмасы, суу буусунын туз тарафындан түкетилдигини көрсөтөт.

Догрулама таблосунун айрынтылы баалооси

ДурумХава дебисикирүү немиДенейсел пайдалуу жылуулукСимүласйон пайдалуу жылуулукДенейсел йатак сыжаклыгыСимүласйон йатак сыжаклыгы
Х1140 м³/саат4 г/кг1,76 кW/м³1,63 кW/м³29,8°Ж28,3°Ж
Х2110 м³/саат12 г/кг4,57 кW/м³4,85 кW/м³41,0°Ж38,1°Ж
Х393 м³/саат9 г/кг3,00 кW/м³2,96 кW/м³36,2°Ж35,3°Ж
Х490 м³/саат9 г/кг2,56 кW/м³2,40 кW/м³36,3°Ж35,3°Ж
Х5100 м³/саат12 г/кг2,56 кW/м³2,37 кW/м³38,5°Ж38,03°Ж
Х680 м³/саат9 г/кг2,00 кW/м³2,16 кW/м³34,5°Ж34,34°Ж

Таблодаки сайылардан хесапланан гөрели фарклар пайдалуу жылуулук үчүн болжол менен йүзде 1,3–8,0, йатак сыжаклыгы үчүн болжол менен йүзде 0,46–7,07 аралыгындадыр. Долайжылуулукйла модел жалпы егилим жана бүйүклүклери йакаламакла бирликте, өзет бөлүмүндеки “± йүзде 1–4” ифадеси бүтүн ырастоо кошулларыны капсамамактадыр.

Басынч дагылымы жана йан агым йапжылуулук

Акым чизгилери жана басым дагылымы, хава гиришинин дар шилтеме каналында хызландыгыны жана гениш йан хажме улаштыгында чоң долашым бөлгелери олуштурдугуну көрсөтөт. Реактиф йатагын кирүү тарафында басым болжол менен 1.600 Па дүзейине чыкмакта жана тешиктүү чөйрө бойунжа сүрекли азалмактадыр.

Модел менен тажрыйба арасындаки жалпы басым жоготуусу болжол менен 1.500–1.700 Па аралыгында уйумлудур. Бу сонуч, йатак диренжинин йанында хава йөнлендирме дуварларынын жана генишлеме-даралма геометрисинин де хидролик перформанста маанилүү олдугуну көрсөтөт.

Акыш чизгилери, йан хажимлерин тамамынын ешит бичимде кулланылмадыгыны; базы бөлгелерде долашым жана кыска туташуу агымы олушабилдигини көрсөтөт. Бу неденле изилдөөдө бйпасс фактөрү айры бир перформанс дегишкени оларак еле алынмыштыр.

Каты хызынын еткиси

Каты ылдамдыгы 0,5 жм/сааттен 2 жм/саате йүкселтилдигинде йатак сыжаклыгы болжол менен 35°Ж’ден 35,5°Ж’йе чыкмыштыр. Согук жана төмөн гидратлы тузун дагы хызлы бесленмеси жергиликтүү реакцияу артырабилмекте, бирок ошол эле заманда хер бир катуу күтлесинин йатакта калма сүресини азалтмактадыр.

чыгуу сыжаклыгы жана хавайа актарылан пайдалуу жылуулук егрилери дөрт ылдамдык үчүн бирбирине олдукча йакындыр. Йарарлы жылуулук башлангычтаки хызлы йүкселиштен сонра болжол менен 3 кW/м³ чевресинде карарлы хâле гелмектедир.

төмөн катуу хызларында туз дагы узун сүре реакторде калдыгы үчүн бирим катуу күтлеси башына дагы илери гидратация мүмкүндүр. жогорку хызларда дагы фазла катуу гечирилебилсе де хер парчажыгын айланууү дагы төмөн калабилир. Бу дурум, гүч чыкышы менен жалпы деполанан кимйасал енержинин гери казанылмасы арасында бир өдүнлешме олуштурур.

ошондой болсо да PDF’де катуу хызына каршы түздөн-түз жалпы айлануу же енержи верими графиги верилмемиштир. Бу неденле дагы жогорку хызын айлануу веримини не өлчүде азалттыгы нижел оларак гөстерилмемектедир.

Реаксийон жепхесинин замансал гелишими

Башлангычта бүтүн йатак болжол менен 22°Ж’дир. Нымдуу аба гириши башладыктан сонра реакция өнже гирише йакын бөлгеде ортайа чыкмактадыр:

  • т = 0 саат: Реактөр согук жана реакция өнжеси дурумдадыр.
  • т = 0,2 саат: кирүү тарафында сары-йешил бир температура бөлгеси олушмактадыр.
  • т = 0,3 саат: Реаксийон бөлгеси йатак бойунжа генишлемекте жана сыжак чекирдек белиргинлешмектедир.
  • т = 1 саат: Реактиф йатагын маанилүү бөлүмү болжол менен 34–38°Ж аралыгына улашмактадыр.

Контур гөрселлери сыжаклыгын хава гиришинден чыгуу йөнүне догру йүкселдигини жана меркездеки дикей реактиф йатак бойунжа илерледигини көрсөтөт. Реаксийонун башладыгы аймак, суу буусу кысми басынжы менен денге басынжы арасындаки фаркын йетеринже чоң олдугу бөлгедир.

Метинде бу башлангыч дуруму йанлышлыкла “дегидратация башламадан өнже” бичиминде танымланмыштыр. Инжеленен ашама дешарж жана гидратация олдугундан бурада “гидратация башламадан өнже” ифадеси дагы тутарлыдыр.

Хава дебисинин еткиси

Хава дебиси 80, 110 жана 140 м³/саат үчүн салыштырылган. Натыйжалар текдүзе бир “дагы фазла чыгым дагы ийи” илишкиси гөстермемектедир.

80 м³/саат

төмөн дебиде хава тузла дагы узун сүре темас етмектедир. Хидратасйон үчүн йетерли темас сүреси сагланмасына рагмен жалпы хава күтлесел дебиси төмөн олдугу үчүн реакция жылуулуксынын реакторден ташынмасы сынырлы калмактадыр. Йарарлы жылуулук болжол менен 3 кW/м³ дүзейиндедир.

110 м³/саат

Орта чыгым, йетерли темас сүреси менен йетерли жылуулук ташыма капаситеси арасында ен ийи денгейи түзгөн. Йатак жана чыгуу сыжаклыгы ен жогорку, пайдалуу жылуулук болжол менен 4–4,5 кW/м³ менен үч кошулун ен йүксегидир.

140 м³/саат

жогорку чыгым реакторе дагы фазла хава ташымакта, бирок газын йатакта калма сүресини азалтмактадыр. Гүчлү конвектиф согутма йатагын дагы согук жана температура дагылымынын дагы дүзенсиз олмасына неден олмактадыр. чыгуу сыжаклыгы 110 м³/саат дурумундан дагы дүшүктүр.

ылдамдык контурларында хава кирүү жетинин дебийле бирликте гүчлендиги; 140 м³/саатте кирүү баглантжылуулукнда болжол менен 2,5 м/с’йе улашан жергиликтүү хызлар олуштугу гөрүлмектедир. жогорку жергиликтүү ылдамдык хер заман дагы жогорку айлануу анламына гелмемектедир; чүнкү реакция үчүн газ-катуу темас сүреси де гереклидир.

кирүү неминин еткиси

Нем, изилдөөнын ен гүчлү сонуч дегишкенидир. Хава дебиси 110 м³/саат жана катуу ылдамдыгы 0,5 жм/саат тутулдугунда:

кирүү немиЙатак сыжаклыгычыгуу сыжаклыгыЙарарлы жылуулук
4 г/кгболжол менен 26°Жболжол менен 25°Жболжол менен 2 кW/м³
9 г/кгболжол менен 35°Жболжол менен 33°Жболжол менен 4,5 кW/м³
12 г/кгболжол менен 39°Жболжол менен 35°Жболжол менен 5,5 кW/м³

Нем арттыгында суу буусу кысми басынжы йүкселмекте, денге басынжына ылайык гидратация итижи куввети бүйүмекте жана дагы фазла туз ошол эле заман аралыгында реакцияа гирмектедир. Бунун сонужу оларак:

  • Реаксийон жепхеси дагы кескин хâле гелмекте,
  • жогорку температуралы аймак генишлемекте,
  • Су бууы түкетими артмакта,
  • чыгуу хавасы дагы сыжак хâле гелмекте,
  • Хавайа актарылан жылуулук йүкселмектедир.

Су бууы деришим аланы

Су бууы контурларында 4 г/кг кирүү неминде газ деришими болжол менен 0,2–0,3 мол/м³ дүзейиндедир. 9 г/кг дурумунда болжол менен 0,5–0,7 мол/м³, 12 г/кг дурумунда исе болжол менен 0,8 мол/м³’е улашмактадыр.

кирүү тарафындаки жогорку буу деришими, реактиф йатага гирдикче туз тарафындан түкетилмектедир. Чыкыша догру деришимин азалмасы, гидратация реакцияунун конумсал изини көрсөтөт.

Йерел гидратация айланууү

Дөнүшүм контурлары X дегерини 0–0,09 аралыгында көрсөтөт. Ен жогорку жергиликтүү айлануу болжол менен йүзде 9’дур. Бу неденле симүласйон сүресинде там гидратация елде едилмемиштир.

  • 4 г/кг: Реаксийон зайыф, дар жана дагыныктыр.
  • 9 г/кг: Реаксийон жепхеси белиргинлешмекте жана йатак бойунжа узамактадыр.
  • 12 г/кг: дагы фазла конумда жогорку жергиликтүү айлануу олушмакта, бирок X йине 1’е йаклашмамактадыр.

PDF, 9 г/кг немде эксперименттик жалпы айланууүн болжол менен йүзде 1,7–8,7 аралыгында олдугуну жана сайысал сонучларын ошол эле бүйүклүк мертебесинде калдыгыны белиртмектедир. Бу олдукча төмөн айлануу, карарлы бир жылуулук гүжү елде едилсе биле катуунын кимйасал деполама капаситесинин чоң бөлүмүнүн тек гечиште кулланылмадыгыны көрсөтөт.

Бухар басынжы контроллү режим не анлама гелмектедир?

Йатак сыжаклыгы жана пайдалуу жылуулук катуу хызына кыйасла кирүү немине чок дагы гүчлү тепки вермиштир. Изилдөөчүлөр бу дуруму “буу басынжы контроллү режим” оларак танымламактадыр.

Бу режимде реакция хызыны белирлейен ана еткен, тузун йатакта булунма сүресинден өнже хаванын чыныгы суу буусу басынжы менен тең салмак буу басымы арасындаки фарктыр. Каты дагы узун сүре йатакта калса биле суу буусу итижи куввети дүшүксе реакция йаваш калмактадыр.

ошондой болсо да там айлануу үчүн гана жогорку нем йетерли дегилдир. Реаксийон бөлгесинин бүтүн катуу хажмине улашабилмеси үчүн йетерли заман, ылайыктуу газ дагылымы жана төмөн бйпасс керек.

Бйпасс фактөрүнүн еткиси

Бйпасс фактөрү, кирүү хавасынын реактиф тузла еткили темас курмадан реакторден гечебилен бөлүмүнү түшүндүрөт. 110 м³/саат аба чыгымы, 22°Ж кирүү сыжаклыгы, 9 г/кг нем жана 0,5 жм/саат катуу хызында:

Бйпасс фактөрүболжол менен пайдалуу жылуулук
02,50 кW/м³
0,152,31 кW/м³
0,302,16 кW/м³
0,451,88 кW/м³

Бйпасс арттыкча дагы аз хава тузла реакцияа гирмекте, суу буусу түкетими жана реакция жылуулуксы азалмактадыр. Бу сонуч, гана тузун кимйасал өзелликлеринин дегил, кирүү дагытыжжылуулук, дубал геометриси жана йатак хоможенлигинин де реактор перформансы үчүн критик олдугуну көрсөтөт.

Тузун жылуулук илеткенлигинин еткиси

Тузун жылуулук илеткенлиги 0,7–8 W/(м·К) арасында дегиштирилдигинде йатак жана чыгуу сыжаклыгы егрилери нередейсе үст үсте гелмиштир. Изилдөөчүлөр буну реакторүн инже йатак йапжылуулукнда жылуулук илетиминин, конвектиф хава ташынымы жана реакция жылуулуксына ылайык икинжил калмасыйла ачыкламактадыр.

Бу сонуч инжеленен геометри жана изилдөө шарттары үчүн гечерлидир. дагы калын йатакларда, дагы төмөн хава хызларында же жергиликтүү сыжак нокталарын булундугу ар башка тасарымларда туз илеткенлигинин еткиси дагы чоң олабилир.

Гечиргенлигин еткиси

Гечиргенлик 10−8–10−10 м² арасында дегиштирилдигинде чыгуу сыжаклыгы үзериндеки етки сынырлыдыр. дагы төмөн өткөрүмдүүлүкте хава агымы зорлашмакта, факат газын реактиф катууйла темасынын артмасы жана ич бйпассын азалмасы пайдалуу жылуулукйы йүкселтебилмектедир.

PDF’де 10−12 м² кошулунда пайдалуу жылуулукнын белиргин бичимде йүкселдиги гөрүлмектедир. бирок бу кадар төмөн өткөрүмдүүлүк ошол эле заманда чок дагы жогорку фан гүжү жана басым жоготуусу геректиребилир. Параметрик бөлүмде басым жоготуусу же фан енержиси хедеф фонксийона дâхил едилмедиги үчүн бу сонужун систем дүзейиндеки нет йарары гөстерилмемиштир.

Кинетик коэффициентнын еткиси

Кинетик фактөр болжол менен 0,8×104–2×104 с−1 аралыгында артырылдыгында чыгуу сыжаклыгы жана пайдалуу жылуулук йүкселмиштир. дагы хызлы реакция:

  • Су бууынын дагы кыса месафеде түкетилмесине,
  • Актиф реакция бөлгесинин генишлемесине,
  • дагы хызлы жылуулук салымына,
  • чыгуу хавасынын дагы фазла жылуулукнмасына

неден олмактадыр.

бирок кинетик коэффициентнын ханги малземе модификасйону же бөлүкчө йапжылуулукйла пратик оларак дегиштирилебилежеги моделленмемиштир. Натыйжа, кинетиги гелиштирилмиш композит же йапыландырылмыш тузларын потансийелини көрсөтөт.

Чалышманын ен маанилүү мүхендислик булгулары

  • Реактөр перформансы катуу хызындан чок кирүү хавасынын немине дуйарлыдыр.
  • Ен жогорку инжеленен жылуулук чыкышы 12 г/кг кирүү неминде елде едилмиштир.
  • Пратик кыш кошулу оларак өнерилен 9 г/кг нем, жылуулук чыкышы менен улашылабилир нем арасында бир узлашма оларак сунулмуштур.
  • Хава дебиси үчүн 110 м³/саат, темас сүреси менен жылуулук ташыма капаситесини ен ийи денгелейен кошулдур.
  • жогорку катуу ылдамдыгы сүрекли гүч чыкышыны коруйабилсе де тек гечиш айланууүнү сынырлайабилир.
  • Бйпассын азалтылмасы, кимйасал кинетиги дегиштирмеден реактор перформансыны артырабилежек маанилүү бир тасарым стратежисидир.
  • Реаксийон жепхеси хава кирүү тарафында олушмакта жана нем йүкселдикче йатак бойунжа генишлемектедир.
  • Симүласйон сүреси ичинде там гидратация герчеклешмемиш; ен жогорку жергиликтүү айлануу болжол менен йүзде 9’да калмыштыр.

Бина жылуулуктмасы ачжылуулукндан сонучларын анламы

чыгуу хавасынын болжол менен 33–35°Ж дүзейине улашмасы, төмөн температуралы жылуулуктма системлери же бир жылуулук помпасынын кайнак сыжаклыгыны йүкселтме гиби уйгуламалар ачжылуулукндан йарарлы олабилир. бирок бул изилдөө түздөн-түз бир бина жылуулуктма йүкү, радйатөр системи, фан гүжү, жылуулук дегиштирижи перформансы же йыллык иклим профили симүласйону герчеклештирмемиштир.

Рапорланан кW/м³ дегери реактор хажми башына пайдалуу жылуулукдыр. чыныгы бир бинада сагланабилежек жалпы кW дегери, реактиф хажим, изилдөө сүреси, туз миктары, фан гүжү, жылуулук дегиштирижи верими жана цикл стратежисине баглы олажактыр.

Изилдөөнүн күчтүү жактары

  • Харекетли йатаклы ачык термохимиялык реакторү үч өлчөмдүү оларак моделлемектедир.
  • Каты харекетини басит бир сабит кайнак терими йерине ALE кыймылдуу агла түшүндүрөт.
  • Гөзенекли агым, реакция, нем ташынымы жана жылуулук өткөрүүни еш заманлы чөзмектедир.
  • Реаксийон жепхесини, суу буусуны, сыжаклыгы жана айланууү узайсал оларак көрсөтөт.
  • Модел сонучларыны температура, нем, пайдалуу жылуулук жана басым жоготуусу ачжылуулукндан эксперименттик литератүрле салыштырууктадыр.
  • Нем, аба чыгымы, катуу ылдамдыгы, бйпасс, өткөрүмдүүлүк, илеткенлик жана кинетик фактөрү айры айры инжелемектедир.
  • Сүрекли жылуулук гүжү менен катуу айланууү арасындаки фаркы гөрүнүр хâле гетирмектедир.
  • Реактөр геометрисиндеки долашым жана кыса девре агымларыны үч өлчөмдүү акым чизгилерийле көрсөтөт.

Чалышманын негизги чектөөлөрү

  • Араштырма жаңы эксперименттик маалымат же физиксел прототип сунмамактадыр.
  • Модел литератүрдеки тек бир негизги реактор геометрисине дакүйүүктадыр.
  • Тузун узун дөнемли цикл карарлылыгы моделленмемиштир.
  • Агломерасйон, деликуесанс, бөлүкчө кырылмасы, ашынма жана меканик сыкышма диккате алынмамыштыр.
  • Гөзенеклилик чогунлукла сабит кабул едилмиш; реакцияла хажим дегишими айрынтылы оларак чөзүлмемиштир.
  • Каты харекетинин хава агымына гери еткиси ихмал едилмиштир.
  • Парчажык бойуту дагылымы жана йатак чөкелмеси рапорланмамыштыр.
  • Фан гүжү жана помпалама енержиси оптимизасйона дâхил едилмемиштир.
  • чыгуу жылуулуксынын харижî жылуулук дегиштирижиде не кадарынын кулланылабилежеги хесапланмамыштыр.
  • Иклим жана мевсимсел нем дегишимлери заман сериси оларак моделленмемиштир.
  • жогорку немде деликуесанс же агымканлык кайбы инжеленмемиштир.
  • Каты хызына баглы айлануу кайбы түздөн-түз бир айлануу графигийле нижелендирилмемиштир.
  • Симүласйон досйалары, аг, код же COMSOL модели пайлашылмамыштыр.
  • Чөзүжү айарлары, заман адымы, йакынсама өлчүтлери жана хесаплама донанымы айрынтылы оларак верилмемиштир.
  • Чалышма рецензиядан өтө элек.

Чалышма нейи көрсөтөт?

  • Нымдуу аба менен чалышан СрБр₂ есаслы кыймылдуу катмар реакторүнүн үч өлчөмдүү жана сүрекли ишлетим алтында сайысал оларак моделленебилдигини көрсөтөт.
  • кирүү неминин температура жана пайдалуу жылуулук үзеринде баскын бир еткийе сахип олдугуну көрсөтөт.
  • Орта аба чыгымынин төмөн жана жогорку дебиден дагы жогорку пайдалуу жылуулук саглайабилежегини көрсөтөт.
  • Реаксийон жепхесинин кирүү тарафында олуштугуну жана немле генишледигини көрсөтөт.
  • Бйпассын азалтылмасынын хава-туз темасыны жана жылуулук чыкышыны артырабилежегини көрсөтөт.
  • Карарлы бир жылуулук чыкышынын там туз айланууү герчеклешмеден де елде едилебилдигини көрсөтөт.
  • ALE йөнтеминин кыймылдуу катуу йатагы, реакция жана ташыным сүречлерийле бирлештиребилдигини көрсөтөт.

Изилдөө эмнени далилдебейт?

  • Реактөрүн чыныгы бир бинада мевсимсел деполама ихтийажыны каршылайажагыны далилдебейт.
  • 12 г/кг нем кошулунун бүтүн иклимлерде гүвенли же економик олдугуну гөстермемектедир.
  • 9 г/кг дегеринин бүтүн кыш иклимлери үчүн евренсел оптимум олдугуну гөстермемектедир.
  • дагы төмөн гечиргенлигин фан енержиси хесаба катуулдыгында дагы веримли олдугуну далилдебейт.
  • Стронсийум бромүрүн бинлерже цикл бойунжа йапжылуулукны коруйажагыны гөстермемектедир.
  • Реактөрде топакланма, деликуесанс же тыгын олушмайажагыны далилдебейт.
  • Моделин ар башка туз гидратларына же ар башка геометрилере түздөн-түз актарылабилежегини гөстермемектедир.
  • Йарарлы жылуулук дегерлеринин нет систем верими же деполама цикл верими олдугуну гөстермемектедир.
  • Хакемли билимсел узлашы же тижари үрүн ырастоосы сунмамактадыр.

Гележекте йапылмасы герекен изилдөөлар

Моделин көз карандысыз тажрыйбалерле догруланмасы үчүн ошол эле реакторде үч өлчөмдүү температура сенсөрлери, жергиликтүү нем проблары, басым өлчүмлери жана чыгуу катуусынын гидратация анализи бирликте кулланылмалыдыр. Реаксийон жепхесинин конуму, өрнегин нөтрон гөрүнтүлеме, X-ышыны йөнтемлери же ар башка йүксекликлерден алынан катуу нумунелерийле догруланабилир.

Узун дөнемли цикл изилдөөлары тузун парчаланмасы, хажим дегишими, тешиктүүлүк кайбы, топакланма жана деликуесанс давранышыны белирлемелидир. Бу еткилер моделе өткөрүмдүүлүк жана реакция кинетигинин цикле баглы дегишими оларак екленебилир.

Реактөр оптимизасйонунда гана пайдалуу жылуулук дегил; фан електрик түкетими, басым жоготуусу, жалпы айлануу, туз верими, жылуулук дегиштирижи перформансы жана сермайе малийети де хедеф оларак кулланылмалыдыр.

Бйпассы азалтмак үчүн хава дагытыжылары, деликли плакалар, йапыландырылмыш реактиф малземелер, композит тузлар же чок бөлгели йатак тасарымлары инжеленебилир. Актиф өгренме же векил моделлерле үч өлчөмдүү тасарым узайы дагы төмөн хесаплама малийетийле таранабилир.

Изилдөөнүн методу жана жыйынтыктары

Текник йөнтем өзети

Метод компонентиИзилдөөдө колдонулган ыкма
Чалышма түрүҮч бойутлу сайысал көп физикалык араштырмасы
РеактөрАчык циклли, чапраз хава агымлы кыймылдуу катмар
Реактиф чифтСрБр₂·Х₂О / СрБр₂·6Х₂О
Газ реактифиАтмосфер басынжында нымдуу аба
Модел йазылымыCOMSOL Мултипхйсижс 6.3
Каты харекетиALE кыймылдуу аг
Газ агымыБринкман тешиктүү чөйрө денклеми
масса трансфериСу бууы ташынымы жана реакция түкетими
Исы трансфериГаз жана катууда илетим, газда конвексийон жана реакция жылуулуксы
РеаксийонАррхениус кинетиги жана денге буу басынжы итижи куввети
АгСечилен орта агда 644.783 елеман
ДогруламаЛитератүрдеки кыймылдуу катмар тажрыйбалеринин температура, нем, жылуулук жана басым верилери
Параметрик дегишкенлеркирүү неми, аба чыгымы, катуу ылдамдыгы, бйпасс, өткөрүмдүүлүк, илеткенлик жана кинетик фактөр
жаңы эксперименттик маалыматБулунмамактадыр.

негизги параметрик сонучлар

ДегишкенИнжеленен аралыкнегизги сонуч
кирүү неми4–12 г/кгЙатак сыжаклыгы 26°Ж’ден 39°Ж’йе, пайдалуу жылуулук 2’ден 5,5 кW/м³’е йүкселмиштир.
Хава дебиси80–140 м³/саатЕн жогорку жылуулук жана температура болжол менен 110 м³/саатте елде едилмиштир.
Каты ылдамдыгы0,5–2 жм/саатСыжаклык жана анлык жылуулук чыкышы аз дегишмиш; жогорку ылдамдык дагы кыса калыш сүреси түзгөн.
Бйпасс фактөрү0–0,45Йарарлы жылуулук болжол менен 2,50’ден 1,88 кW/м³’е дүшмүштүр.
Исыл илеткенлик0,7–8 W/(м·К)Йатак жана чыгуу сыжаклыгы үзеринде чок сынырлы етки гөрүлмүштүр.
Гечиргенлик10−8–10−12 м²төмөн өткөрүмдүүлүкте темас жана хесапланан пайдалуу жылуулук арткан; фан малийети инжеленмемиштир.
Кинетик фактөр0,8×104–2×104 с−1дагы хызлы кинетик дагы жогорку чыгуу сыжаклыгы жана пайдалуу жылуулук сагламыштыр.

Нем кошулларынын каршылаштырылмасы

шартТермал давранышСу бууы жана айланууТүшүндүрмө
4 г/кгболжол менен 26°Ж йатак, 25°Ж чыгууЗайыф жана дагынык реакция; чок төмөн XСу бууы итижи куввети сынырлыдыр.
9 г/кгболжол менен 35°Ж йатак, 33°Ж чыгуудагы белиргин реакция жепхесиЧалышмада пратик кыш кошулу оларак өнерилен узлашмадыр.
12 г/кгболжол менен 39°Ж йатак, 35°Ж чыгууЕн жогорку жергиликтүү айлануу жана ен гениш реакция бөлгесиЕн жогорку термал чыкты; узун дөнемли агымканлык риски инжеленмемиштир.

Хава дебиси өдүнлешмеси

чыгымАвантажДезавантажНет сонуч
80 м³/саатУзун газ-катуу темас сүреситөмөн жылуулук ташыма капаситесиЙарарлы жылуулук дүшүктүр.
110 м³/саатТемас жана конвексийон денгесиИнжеленен аралыкта белиргин негизги дезавантаж йокЕн жогорку термал перформанс
140 м³/саатжогорку хава күтлесел дебисиКыса темас, гүчлү согутма жана дүзенсиз температура110 м³/сааттен дагы төмөн перформанс

Догрулама верилеринден хесапланан гөрели фарклар

ДурумЙарарлы жылуулук фаркыЙатак сыжаклыгы фаркы
Х1болжол менен %7,39болжол менен %5,03
Х2болжол менен %6,13болжол менен %7,07
Х3болжол менен %1,33болжол менен %2,49
Х4болжол менен %6,25болжол менен %2,75
Х5болжол менен %7,42болжол менен %1,22
Х6болжол менен %8,00болжол менен %0,46

Бу йүзделер PDF’деки тажрыйба жана симүласйон дегерлеринден эсептелген. Модел жалпы егилимлери йакаласа да догрулук бүтүн кошулларда йүзде 1–4 аралыгында дегилдир.

Реактөр тасарымы үчүн чыкарылабилежек карарлар

  1. Ишлетме неми, реакторүн температура жана гүч контролүнде биринжил айар дегишкенидир.
  2. Хава дебиси гана максимума чыкарылмамалы; газ-катуу темас сүресине ылайык оптимизе едилмелидир.
  3. Каты ылдамдыгы гүч талебине ылайык айарланыркен тек гечиш айланууү айрыжа изленмелидир.
  4. Хава дагытым геометриси бйпассы жана басым жоготуусуны азалтажак шекилде гелиштирилмелидир.
  5. төмөн өткөрүмдүүлүкле елде едилен термал казанч, фан електрик түкетимийле бирликте бааланышы керек.
  6. Там энергия сактоо верими үчүн гана чыгуу жылуулуксы дегил, чыгуу катуусынын гидратация дережеси де өлчүлмелидир.

Булак жана метод эскертүүсү

Чалышманын түп нуска аталышы: 3Д Мултипхйсижс Моделинг оф а Мовинг-Бед Тхермочемижал Реажтор: Перформанже Аналйсис анд Оптимизатион ундер Хумид Аир Жондитионс

Авторлор жана тартиби: Саназ Акбарзадех; Абхишек К. Сингх; Хаошуи Йу; Ахмад Арабкоохсар.

Еш каткы билгиси: PDF’де еш каткы же еш биринжи йазарлык бейаны жок.

Сорумлу йазар: Ахмад Арабкоохсар.

Сорумлу йазар е-постасы: ahmar@dtu.dk

Курумлар:

  1. Департмент оф Живил анд Мечанижал Енгинееринг, Течнижал Университй оф Денмарк, Кгс. Лйнгбй, Денмарк.
  2. Департмент оф Тхермал анд Флуид Енгинееринг, Университй оф Тwенте, тхе Нетхерландс.
  3. Департмент оф Енергй, Аалборг Университй, DK-9220 Аалборг Еаст, Денмарк.

Йазар-курум ешлештирмеси: Саназ Акбарзадех жана Ахмад Арабкоохсар Течнижал Университй оф Денмарк; Абхишек К. Сингх Университй оф Тwенте; Хаошуи Йу Аалборг Университй.

ORCID билгилери: PDF’де йазарларын ORCID нумаралары верилмемиштир.

DOI: 10.2139/ссрн.6945146

Кайнак түрү: Үч бойутлу сайысал моделлеме жана параметрик реактор перформанс анализи препринти.

Рецензия абалы: Чалышма рецензиядан өтө элек.

Йайын платформу: SSRN.

SSRN гөндерим тарихи: 15 Хазиран 2026.

Сайфа сайжылуулук: 46. Ана метин жана кайнакча илк 24 сайфада, бүйүтүлмүш шекиллер 25–46. сайфаларда йер алмактадыр.

Дерги: Хакемли бир дерги ады же кабул едилмиш нихаи йайын билгиси жок.

Өзгүн дерги йайыневи: Бу сүрүм үчүн догруланамамыштыр. SSRN, Елсевиер тарафындан ишлетилен ачык еришимли бир еркен араштырма жана препринт платформудур; изилдөө хакемли бир Елсевиер дерги макалеси оларак сунулмамалыдыр.

расмий баглантылар:SSRN кайыт сайфасы жана DOI баглантжылуулук.

каржылоо: Чалышма Аврупа Бирлиги тарафындан дестекленмиштир. PDF’де “А Гаме-Жхангинг Солар-Тхермочемижал Хеат Стораге анд Интенсифижатион Течнологй фор тхе Прожесс Хеат Сежтор” башлыклы, проже нумарасы 101147098 олан Марие Скłодоwска-Журие Ажтион / Хоризон Еуропе прожесинин парчасы олдугу белиртилмиштир.

кызыкчылыктар кагылышы: PDF’де айры бир кызыкчылыктар кагылышы бейаны жок.

Йазар каткылары: PDF’де CRediT же бензери айрынтылы йазар каткжылуулук бейаны жок.

маалымат жана код еришими: COMSOL модел досйасы, геометрик модел, аг досйасы, чөзүжү айарлары же анализ коду пайлашылмамыштыр. Догруламада кулланылан эксперименттик верилер дагы өнже йайымланмыш кайнаклардан жана бир графиктен сайысаллаштырылан кирүү неми верисинден алынмыштыр.

Йапай зекâ кулланым бейаны: Йазарлар метнин дил билгиси жана йазымыны ийилештирмек үчүн Мижрософт Жопилот кулландыкларыны; ичериги дагы сонра гөзден гечирип дүзенледиклерини жана бүтүн сорумлулугу үстлендиклерини белиртмиштир.

Бу Түркче макале, йүкленен 46 сайфалык PDF’нин метни, формүллери, таблолары, реактор шемалары, аг гөрсели, температура-нем-айлануу контурлары, басым дагылымы, акым чизгилери жана параметрик графиклеринин тамамы инжеленерек хазырланмыштыр. PDF’де булунмайан эксперименттик башары, економик физибилите, бина енержи тасарруфу, узун дөнемли малземе өмрү же тижари колдонууга жарактуулик иддиасы екленмемиштир. Дыш кайнаклар гана башлык, йазарлар, DOI, сорумлу йазар, SSRN кайыт тарихи жана платформа статүсүнүн библийографик догруланмасы үчүн колдонулган.

PDF’де белирленен ич тутарсызлыклар жана йениден үретилебилирлик сорунлары

  • Хава дебиси аралыгы: Йөнтем бөлүмүнде кирүү дебисинин 25–100 м³/саат олдугу йазылмасына рагмен сонучларда 110 жана 140 м³/саат шарттары колдонулган. Инжеленен чыныгы параметрик аралык ачыкча 80–140 м³/сааттир.
  • Башлангыч гидрат дережеси: Туз “моногидрат” оларак танымланыркен СрБр₂·XХ₂О, X≈0 ифадеси колдонулган. Моногидрат үчүн X=1 олмасы бекленир; X≈0 сусуз же сусуза йакын дуруму ифаде едер.
  • Хидрат алт индислери: Еткин өзеллик денклемлеринде с1 жана с0 сырасыйла хекзагидрат жана моногидрат оларак ачыкланмыш, факат X’ин уч дегерлеринин ханги фаза каршы гелдиги нет дегилдир.
  • Догрулама кайнагы: Метин бир йерде эксперименттик ырастоойы Кайнак [15] менен илишкилендирмектедир. Кайнак [15] сайысал изилдөөдыр; кулланылан эксперименттик реактор верилери сүрөт жана таблолара ылайык Кайнак [28]’ден гелмектедир.
  • Догрулама хата аралыгы: Өзет ± йүзде 1–4 сапма билдирмектедир. таблица 4 дегерлеринден хесапланан гөрели фарклар пайдалуу жылуулукда болжол менен йүзде 8’е, йатак сыжаклыгында йүзде 7,07’йе кадар чыкмактадыр.
  • Өзгүл жылуулук бирими: таблица 3’те тузун өзгүл жылуулуксы 970 Ж/(г·К) оларак йазылмыштыр. Бу маани физиксел оларак олаган дышыдыр жана чоң оласылыкла 970 Ж/(кг·К) олмалыдыр.
  • таблица нумараландырмасы: Хем реактор өлчү таблосу хем аг багымсызлыгы таблосу “таблица 2” оларак адландырылмыштыр.
  • Аг елеманы терминоложиси: Үч бойутлу хажим модели үчүн “сербест үчгенсел елеман” ифадеси колдонулган. Гөрсел жана COMSOL терминоложиси тетрахедрал хажим агыны дүшүндүрмектедир.
  • Аг сапмаларынын реферансы: Аг багымсызлыгы таблосундаки йүзделерин ханги аг чөзүмүне ылайык хесапландыгы ачыкланмамыштыр.
  • Реаксийон йөнү: Хидратасйон денклеми жана реакция ылдамдыгы ифадесиндеки ишаретлерин COMSOL уйгуламасында насыл сынырландырылдыгы йетеринже гөстерилмемиштир.
  • Бйпасс фактөрүнүн денклеми: Фб танымланмакта жана параметрик оларак дегиштирилмектедир; факат гөстерилен реакция ылдамдыгы же ташыным денклемлеринде насыл уйгуландыгы ачыкча йазылмамыштыр.
  • Дегидратация/гидратация ифадеси: Дешарж ашамасындаки сүрөт 7 ачыкламасы башлангыжы йанлышлыкла “дегидратация башламадан өнже” оларак адландырмактадыр. Инжеленен сүреч гидратациядур.
  • Хажимсел жылуулук биримлери: Гечиргенлик жана кинетик фактөр графиклеринин саг ексенлеринде болжол менен 1.000–4.000 дегерлери “кW/м³” оларак етикетленмиштир. Дигер бүтүн сонучлар 2–5,5 кW/м³ аралыгындадыр. Бу ексенлерин чоң оласылыкла W/м³ олмасы же өлчек коэффициентсы ичермеси герекир.
  • Каты ылдамдыгы жана айлануу: Натыйжа бөлүмү жогорку катуу хызынын айлануу веримини азалттыгыны белиртмектедир; бирок катуу хызына каршы түздөн-түз айлануу вериси же енержи верими графиги сунулмамыштыр.
  • Пратик нем оптимуму: 9 г/кг дегери пратик кыш кошулу оларак өнерилмиштир. ар башка иклимлерин нем профили, деликуесанс сыныры же иклимсел еришилебилирлик анализи йапылмадыгындан бу маани евренсел оптимум оларак йорумланмамалыдыр.
  • Ексик хесаплама айрынтылары: Заман адымы, догрусал олмайан чөзүжү, йакынсама ешиклери, стабилизасйон йөнтемлери, донаным жана жалпы хесаплама сүреси белиртилмемиштир.

Бу тутарсызлыклар, кирүү неминин жана хава дагылымынын реактор перформансы үзериндеки гүчлү еткисини гөстерен жалпы сонучлары ортадан калдырмамактадыр. бирок моделин көз карандысыз оларак йениден үретилмеси, хата сынырларынын догру дегерлендирилмеси жана тасарым өнерилеринин чыныгы бир системе актарылмасы үчүн бу нокталарын дүзелтилмеси герекир.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты