با سلام خدمت کاربران در صورتی که با خطای سیستم پرداخت بانکی مواجه شدید از طریق کارت به کارت (6037997535328901 بانک ملی ناصر خنجری ) مقاله خود را دریافت کنید (تا مشکل رفع گردد).
دسته بندی:
فیزیک عمومی - General Physics
سال انتشار:
2018
ترجمه فارسی عنوان مقاله:
ارزیابی سینتیک گاززدایی دی اکسید کربن بر اساس اندازه گیری های غیر همدما و مدلسازی CFD از آنالیزگر گرماسنجی
عنوان انگلیسی مقاله:
Evaluation of carbon dioxide gasification kinetics on the basis of nonisothermal measurements and CFD modelling of the thermogravimetric analyser
منبع:
Sciencedirect - Elsevier - Fuel 228 (2018) 50–61
نویسنده:
Rafał Buczyńskia,⁎, Grzegorz Czerskib, Katarzyna Zubekb, Roman Webera, Przemysław Grzywaczb
چکیده انگلیسی:
The aim of this study was a thorough analysis of the kinetics of gasification process in an atmosphere of CO2.
Firstly, kinetics parameters were determined on the basis of experimental data from non-isothermal thermogravimetric (TGA) measurements at tree heating rates (3 K/min, 10 K/min, 20 K/min) by using Senum&Yang
(SY) method. Then, due to the shortcomings of thermogravimetric analysis the three-dimensional CFD-based
model were developed to predict heating and decomposition of the coal sample inside the TG analyzer. The
model has demonstrated good agreement with the measured data. Moreover, CFD modelling indicates that using
a lower heating rate during TGA tests one may estimate more accurate kinetic parameters when compared to the
measurements at higher heating rates. This is due to the fact that higher heating rates lead to the formation of
larger temperature gradients within the retort and in consequence higher temperature difference between coal
sample and heating wall (11 K for 3 K/min, 16 K for 10 K/min and 18 K for 20 K/min). Moreover, discrepancies
in heating rate during experiment have significant influence on accuracy of SY method (error up to 20%).
Therefore, when the non-isothermal experiments are conducted, the inverse procedure (based on numerical
integration of reaction equation and Levenberg-Marquardt algorithm) is preferred for determination of kinetic
parameters. Obtained in that way values of activation energy, calculated on the basis of measured (TG) temperature, ranged from 253.7 to 231.2 kJ/mol, for used heating rates, whereas the adjusted values based on CFD
modeled temperature were slightly lower i.e. from 247.8 to 223.6 kJ/mol. The second of the kinetic parameters –
pre-exponential factor also decrease with the increase in heating rate and where higher than corrected values
calculated on the basis of modelled sample temperature. The smallest differences in calculated kinetic parameters were observed during measurement at heating rate of 3 K/min.
Keywords: TGA | CO2 gasification kinetics | CFD modelling
چکیده فارسی:
هدف از این مطالعه تجزیه و تحلیل کامل از سینتیک فرآیند گاززدایی در جو 〖CO〗_2 بود. ابتدا، پارامترهای سینتیکی بر اساس داده¬های تجربی از اندازه¬گیری گرماسنجی غیرایزوترم (TGA) در سه سرعت گرمایش (20K⁄min ،10 ،3) با استفاده از روش Senum & Yang (SY) تعیین شد. سپس با توجه به کاستی¬های آنالیز گرماسنجی، مدل مبتنی بر CFD سه بعدی برای پیش¬بینی گرمایش و تجزیه نمونه زغال سنگ درون آنالیزگر TG تهیه شد. مدل توافق و سازش خوبی با داده¬های اندازه¬گیری نشان داده است. علاوه بر این، مدلسازی CFD نشان می¬د¬هد که استفاده سرعت گرمایش کمتر در طول آزمایشات TGA ممکن است پارامترهای سینتیکی دقیق¬تری را در مقایسه با اندازه¬گیری¬ها در سرعت گرمایش بالاتر تخمین بزند. این امر به این دلیل است که سرعت گرمایش بیشتر باعث ایجاد گرادیان دمایی بزرگتر در داخل کوره و در نتیجه اختلاف دمای بالاتر بین نمونه ذغال سنگ و دیواره گرمایشی می¬شود ( 11K برای K⁄min 3، 16K برای K⁄min 10، 18K برای K⁄min 20). علاوه بر این، اختلافات در سرعت گرمایش در طول آزمایش تأثیر معنی¬داری در دقت روش SY (خطای حداکثر 20٪) دارد. بنابراین، هنگامی که آزمایش¬های غیرایزوترم انجام می¬شود، روش معکوس (بر اساس انتگرال¬گیری عددی معادله واکنش و الگوریتم لونبرگ-مارکارت) برای تعیین پارامترهای سینتیکی ترجیح داده می¬شود. بدین ترتیب مقادیر انرژی اکتیواسیون که براساس دمای اندازه¬گیری شده (TG) محاسبه می¬شود برای سرعت گرمایش مورد استفاده از 7/253 تا 2/231 کیلوژول بر مول در نظر گرفته شد، در حالی که مقادیر تنظیم شده بر اساس دمای مدل CFD کمی پایین تر یعنی از 8/247 به 6/223 کیلوژول بر مول بود. دومین پارامترهای سینتیکی فاکتور پیش نُمایی نیز با افزایش سرعت گرمایش کاهش می¬یابد و در جایی بالاتر از مقادیر اصلاح شده براساس دمای نمونه مدل محاسبه می¬شود. کمترین اختلاف در پارامترهای سینتیکی محاسبه شده طی اندازه¬گیری در سرعت گرمایش K⁄min 3 مشاهده شد.
واژههای کلیدی: TGA | سینتیک گازی سازی CO2 | مدل سازی CFD
حجم فایل: 8231 کیلوبایت
قیمت: 54600 تومان
توضیحات اضافی:
تعداد نظرات : 0