2. Heat transfer process in gas–sol

2. Heat transfer process in gas–solid fluidized bed combustors
2.1. Experimental studies

2.1.1. Heat transfer process in BFBC

Gas–solid fluidized beds offer a number of advantages such as good solids mixing and high heat and mass transfer rates which make them attractive for a number of industrial processes. These reactors are expected to play an important role in the area of sustainable energy technology especially with renewed interest in wastes conversion to gaseous and liquid fuels via combustion, gasification or pyrolysis. Efficient operation of these reactors would depend on a good understanding of local hydrodynamics and heat transfer [9].

Bubbling fluidized beds operate at gas superficial velocity that is moderately above the minimum fluidization velocity leading to formation of bubbles. A Bubbling fluidized bed essentially consists of a thin phase of bubbles and a dense phase of particles [10]. Bubbling fluidized beds are widely used in the coal and wastes combustion in the power generation, mineral and chemical processing industries. Bubbling fluidized bed combustion continues to emerge as an attractive technology that offers certain advantages with respect to high heat and mass transfer, low pollution gas emissions, uniform temperature distributions and scale-up potential over other combustion systems [11] and [12]. Finned tubes can be used in bubbling fluidized bed combustor to advantage for creating steam for electrical power generation. The rate of heat transfer is high hence heat exchangers within fluidized beds require relatively small surface area comparing with surfaces without fins. However, the heat transfer coefficient decreases with increasing the number of fins used [13], [14] and [15].

In a number of fluidized bed processes in BFBC, particles properties change with time as a result of coating on their surfaces. For example, during biomass combustion ash forming elements may form coatings on the bed material particles, and as their melting temperatures are approached, particles agglomerate. The heat transfer coefficient may then change as the particle surfaces are coated, possibly leading to decreased heat transfer rate [16]. As a consequence, the coated particles showed lower heat transfer coefficients than uncoated ones [16] and [17].

Problems pertinent to bubbling fluidized beds such as gas bypassing, poor fluidization quality of fine particles and elutriation of the bed material have been well-documented. In order to overcome these limitations and improve their intrinsic performance, various assisted fluidization techniques have been proposed and tested including magnetic field, electric field (AC/DC), acoustic excitation, mechanical vibration, and flow pulsation. Flow pulsation is a promising technique to augment the bed-to-surface heat transfer in a bubbling fluidized bed and increase the heat transfer coefficient beyond the intrinsic maximum of a conventional bubbling bed [18].

Many applications of bubbling fluidized beds such as combustion, fluidized bed heat exchange and heat treatment of metals such as aluminum and aluminum alloys require the contact of an immersed surface with the bed material [19]. The isothermal environment and high heat transfer efficiency between a fluidized bed and immersed objects offers significant advantages over conventional reactors. However, the reliable prediction of the heat transfer behavior in a certain fluidized system requires knowledge of many interacting factors such as the size of fluidization vessel, the design of the fluid distributor and vessel internals, and the operating temperature and pressure [20]. Heat transfer between a bed and immersed surfaces in BFBC is influenced by many factors, such as superficial fluidizing velocity [21], [22], [23], [24] and [25], particle size and its packed density [23] and [26], thermo-physical properties of particle and gas [17] and [26], the shape, size and placement of the immersed surfaces [20], [22], [27] and [28], size of FBC [29], and the type of the gas distributor. Table 1 shows literature data from previous studies related to heat transfer between a bed and immersed surfaces in bubbling fluidized bed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2. กระบวนการถ่ายโอนความร้อนในก๊าซของแข็งเบด fluidized combustors2.1 การทดลองศึกษา2.1.1. ร้อนกระบวนการถ่ายโอนใน BFBCก๊าซของแข็ง fluidized เตียงมีจำนวนข้อได้เปรียบของแข็งดีที่ผสม และความร้อนสูง และอัตราการถ่ายโอนมวลซึ่งทำให้น่าสนใจสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม เตาปฏิกรณ์เหล่านี้คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีพลังงานยั่งยืนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความสนใจต่ออายุในแปลงขยะเป็นเชื้อเพลิงเป็นต้น และของเหลวผ่านการเผาไหม้ การแปรสภาพเป็นแก๊ส หรือไพโรไลซิ มีประสิทธิภาพการทำงานของเตาปฏิกรณ์เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความเข้าใจดีของท้องถิ่นศาสต์และถ่ายเทความร้อน [9]เตียง fluidized ไหลเอื่อย ๆ ทำงานที่ความเร็วผิวเผินแก๊สที่ค่อนข้างสูงกว่าความเร็วต่ำสุดฟลูที่นำไปสู่การก่อตัวของฟองอากาศ เตียง Bubbling fluidized ประกอบด้วยเป็นระยะบางฟองและระยะความหนาแน่นของอนุภาค [10] เตียงไหลเอื่อย ๆ fluidized ใช้ในการเผาไหม้ถ่านหินและกากในไฟฟ้า แร่ธาตุ และเคมีอุตสาหกรรมการแปรรูป เผาไหม้เบด fluidized ไหลเอื่อย ๆ ยังคงโผล่เป็นเทคโนโลยีน่าสนใจที่มีประโยชน์บางอย่างกับความร้อนสูง และโอนย้ายมวล ปล่อยก๊าซมลพิษต่ำ การกระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอ และสเกลค่าศักยภาพระบบเผาไหม้อื่น ๆ [11] และ [12] สามารถใช้หลอด finned ในไหลเอื่อย ๆ เบด fluidized combustor เพื่อประโยชน์สำหรับการสร้างไอน้ำสำหรับผลิตพลังงานไฟฟ้า อัตราการถ่ายเทความร้อนได้สูงดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในเตียง fluidized ต้องค่อนข้างเล็กพื้นที่เปรียบเทียบกับพื้นผิวที่ไม่มีครีบ อย่างไรก็ตาม ลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อน ด้วยการเพิ่มจำนวนของครีบใช้ [13], [14] [15] และจำนวนเบด fluidized กระบวนใน BFBC คุณสมบัติของอนุภาคเปลี่ยนเวลาจากการเคลือบบนพื้นผิวของพวกเขา ตัวอย่าง ระหว่างชีวมวล เถ้าเผาไหม้ที่เป็นองค์ประกอบอาจแบบเคลือบบนอนุภาควัสดุเตียง และเป็นอุณหภูมิการละลายจะประดับ อนุภาคจับเป็นก้อน สัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนแล้วอาจเปลี่ยนเป็นมีเคลือบพื้นผิวของอนุภาค อาจนำไปสู่การลดลงอัตราการถ่ายโอนความร้อน [16] ผล อนุภาคเคลือบพบถ่ายเทความร้อนต่ำสัมประสิทธิ์กว่าเคลือบคน [16] และ [17]ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับพัทยา fluidized เตียงเช่นก๊าซเลี่ยง ฟลูไม่ดีคุณภาพของละออง และ elutriation วัสดุเตียงมีห้องเอกสาร เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ และปรับปรุงประสิทธิภาพของ intrinsic ฟลูช่วยต่าง ๆ เทคนิคการนำเสนอ และทดสอบรวมถึงสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้าฟิลด์ (ac/dc), อะคูสติกในการกระตุ้น การสั่นสะเทือนเครื่องจักรกล และ pulsation กระแส Pulsation ไหลเป็นเทคนิคแนวโน้ม การเพิ่มการถ่ายเทความร้อนเตียงพื้นผิวในเตียง fluidized ไหลเอื่อย ๆ เพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนเกินจำนวนเตียงไหลเอื่อย ๆ ทั่วไป [18] intrinsicโปรแกรมประยุกต์ที่มากมายของพัทยา fluidized เตียงเช่นการเผาไหม้ เบด fluidized แลกเปลี่ยนความร้อน และรักษาความร้อนของโลหะเช่นอลูมิเนียม และโลหะผสมอลูมิเนียมต้องการของผิวการ immersed ด้วยวัสดุเตียง [19] สภาพแวดล้อม isothermal และประสิทธิภาพถ่ายโอนความร้อนสูงระหว่างเบด fluidized และวัตถุชนิดมีประโยชน์สำคัญกว่าเตาปฏิกรณ์แบบเดิม อย่างไรก็ตาม คำทำนายน่าเชื่อถือของลักษณะการทำงานถ่ายโอนความร้อนในระบบ fluidized บางต้องใช้ความรู้ interacting หลายปัจจัยเช่นขนาดของหลอดฟลู การออกแบบของเหลวจำหน่ายและเรือ internals ทำงานอุณหภูมิ และความดัน [20] ถ่ายเทความร้อนระหว่างเตียงและพื้นผิวสัมผัสใน BFBC ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่าง เช่นผิวเผิน fluidizing ความเร็ว [21], [22], [23], [24] [25], และขนาดอนุภาค และความหนาแน่นของบรรจุ [23] และ [26], คุณสมบัติเทอร์โมฟิสิกส์อนุภาค และก๊าซ [17] [26], รูปร่าง ขนาด และตำแหน่งของ immersed พื้นผิว [20], [22], [27] [28], และขนาดของ FBC [29] และชนิดของตัวแทนจำหน่ายแก๊ส ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลประกอบการศึกษาก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับความร้อนที่ถ่ายโอนระหว่างเตียงและพื้นผิวสัมผัสในเบด fluidized ไหลเอื่อย ๆ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2. ขั้นตอนการถ่ายโอนความร้อนในเตียง fluidized ก๊าซแข็ง Combustors
2.1 การศึกษาทดลอง2.1.1 กระบวนการถ่ายโอนความร้อนใน BFBC เตียง fluidized ก๊าซแข็งมีจำนวนของข้อได้เปรียบเช่นของแข็งผสมที่ดีและความร้อนสูงและอัตราการถ่ายโอนมวลที่ทำให้พวกเขาน่าสนใจสำหรับจำนวนของกระบวนการทางอุตสาหกรรม เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ที่คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในพื้นที่ของเทคโนโลยีพลังงานที่ยั่งยืนโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีความสนใจในการแปลงของเสียเชื้อเพลิงก๊าซและของเหลวผ่านการเผาไหม้ก๊าซหรือไพโรไลซิ การดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความเข้าใจที่ดีของ hydrodynamics ท้องถิ่นและการถ่ายเทความร้อน [9]. เตียง fluidized เดือดทำงานที่ความเร็วก๊าซตื้นที่เป็นปานกลางเหนือความเร็วไหลต่ำสุดที่นำไปสู่การก่อตัวของฟองอากาศ เตียง fluidized เดือดเป็นหลักประกอบด้วยขั้นตอนบางของฟองอากาศและเฟสหนาแน่นของอนุภาค [10] ฟองเตียง fluidized ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเผาไหม้ถ่านหินและของเสียในการผลิตไฟฟ้าแร่และอุตสาหกรรมการประมวลผลทางเคมี เดือดเผาไหม้เตียง fluidized ยังคงออกมาเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจที่มีประโยชน์บางอย่างที่เกี่ยวกับความร้อนสูงและการถ่ายโอนมวลการปล่อยก๊าซมลพิษต่ำ, การกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอและศักยภาพระดับขึ้นผ่านระบบการเผาไหม้อื่น ๆ [11] และ [12] หลอดครีบสามารถใช้ในการเผาไหม้เตียง fluidized เดือดเพื่อประโยชน์สำหรับการสร้างไอน้ำสำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้า อัตราการถ่ายโอนความร้อนสูงจึงแลกเปลี่ยนความร้อนภายในเตียง fluidized จำเป็นต้องมีพื้นที่ผิวที่ค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับพื้นผิวได้โดยไม่ต้องครีบ อย่างไรก็ตามค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนลดลงด้วยการเพิ่มจำนวนของครีบที่ใช้ [13] [14] และ [15]. ในจำนวนของกระบวนการเตียง fluidized ใน BFBC, อนุภาคเปลี่ยนคุณสมบัติที่มีเวลาเป็นผลมาจากการเคลือบบนพื้นผิวของพวกเขา ตัวอย่างเช่นในระหว่างการเผาไหม้เถ้าชีวมวลสร้างองค์ประกอบอาจเคลือบบนวัสดุอนุภาคเตียงและในขณะที่อุณหภูมิหลอมละลายของพวกเขาจะเดินเข้ามาใกล้อนุภาคจับเป็นก้อน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแล้วอาจมีการเปลี่ยนแปลงในขณะที่พื้นผิวของอนุภาคเคลือบอาจนำไปสู่อัตราการถ่ายโอนความร้อนลดลง [16] เป็นผลให้อนุภาคเคลือบแสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ต่ำกว่าคนที่ไม่เคลือบผิว [16] และ [17]. ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเดือดเตียง fluidized เช่นก๊าซอ้อม, ที่มีคุณภาพที่ดีของการไหลอนุภาคและ elutriation เตียงของวัสดุที่ได้รับดี เอกสาร เพื่อที่จะเอาชนะข้อ จำกัด เหล่านี้และปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานที่แท้จริงของพวกเขาช่วยเทคนิคต่างๆไหลได้รับการเสนอและผ่านการทดสอบรวมทั้งสนามแม่เหล็กสนามไฟฟ้า (AC / DC) กระตุ้นอะคูสติกแรงสั่นสะเทือนและการเต้นไหล จังหวะการไหลเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มที่จะขยายเตียงสู่พื้นถ่ายเทความร้อนในเตียง fluidized ฟองและเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเกินสูงสุดที่แท้จริงของเตียง bubbling เดิม [18]. การใช้งานหลายฟองเตียง fluidized เช่นการเผาไหม้ การแลกเปลี่ยนความร้อนเตียง fluidized และการรักษาความร้อนของโลหะเช่นอลูมิเนียมและอลูมิเนียมจำเป็นต้องมีการติดต่อของพื้นผิวด้วยวัสดุแช่เตียง [19] สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิคงที่และมีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงระหว่างเตียง fluidized และวัตถุแช่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเดิม อย่างไรก็ตามการคาดการณ์ที่เชื่อถือได้ของพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนในระบบ fluidized บางอย่างต้องมีความรู้การมีปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยหลายอย่างเช่นขนาดของเรือไหล, การออกแบบของผู้จัดจำหน่ายของเหลวและ internals เรือและอุณหภูมิในการทำงานและความดัน [20] การถ่ายเทความร้อนระหว่างเตียงและพื้นผิวแช่อยู่ใน BFBC ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่างเช่นความเร็วเหลวตื้น [21] [22] [23] [24] และ [25] ขนาดอนุภาคและความหนาแน่นของบรรจุ [23] และ [26], เทอร์โมคุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาคและก๊าซ [17] และ [26], รูปร่างขนาดและตำแหน่งของพื้นผิวแช่ [20] [22] [27] และ [28], ขนาดของ FBC [29] และประเภทของการจัดจำหน่ายก๊าซ ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลจากวรรณคดีศึกษาก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนความร้อนระหว่างเตียงและพื้นผิวแช่อยู่ในฟองเตียง fluidized

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2 . กระบวนการถ่ายโอนความร้อนในก๊าซและของแข็งในฟลูอิไดซ์เบดเตาเผา
2.1 . การศึกษา

ตัว . การถ่ายเทความร้อนในกระบวนการฟลูอิดไดซ์เบดและ bfbc

ก๊าซแข็งเตียงเสนอหลายประการเช่นดีของแข็งผสมและสูงอัตราการถ่ายโอนความร้อนและมวล ซึ่งทำให้พวกเขาน่าสนใจสำหรับจำนวนของอุตสาหกรรมกระบวนการเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้อาจมีบทบาทสำคัญในพื้นที่ของเทคโนโลยีพลังงานอย่างยั่งยืน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการต่ออายุความสนใจในการแปลงเชื้อเพลิงก๊าซและของเหลวของเสียผ่านการเผาไหม้ , ก๊าซหรือไพโรไลซีส ประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับความเข้าใจที่ดีของไฮโดรท้องถิ่นและการถ่ายโอนความร้อน [ 9 ] .

ฟองก๊าซฟลูเตียงใช้ความเร็วที่เหนือความเร็วต่ำสุดในการนำไปสู่การก่อตัวของฟอง bubbling ในฟลูอิไดซ์เบดเป็นหลักประกอบด้วยระยะบางของฟองอากาศและระยะที่หนาแน่นของอนุภาค [ 10 ] ฟองใหม่ เตียงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในถ่านหินและการเผาไหม้ของเสียในการผลิตไฟฟ้าอุตสาหกรรมแร่และสารเคมีในการประมวลผล การเผาไหม้แบบฟลูอิดไดซ์เบดน้ำยังคงออกมาเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจมีข้อดีบางอย่างที่เกี่ยวกับความร้อนสูงและการถ่ายโอนมวล การปล่อยก๊าซมลพิษต่ำ , การกระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอและขยายศักยภาพมากกว่าระบบการเผาไหม้อื่น ๆ [ 11 ] และ [ 12 ]โดยท่อสามารถใช้ในเตาเผาฟลูอิไดซ์เบดน้ำเพื่อประโยชน์ในการสร้างไอน้ำเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า อัตราการถ่ายเทความร้อนสูงดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในฟลูอิไดซ์เบดเตียงต้องมีขนาดค่อนข้างเล็กเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นผิว พื้นที่ผิว ไม่มีครีบ อย่างไรก็ตาม ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนลดลงด้วยการเพิ่มจำนวนครีบใช้ [ 13 ] , [ 14 ] และ [ 15 ] .

ในหมายเลขของกระบวนการฟลูอิดไดซ์เบด bfbc อนุภาคคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงกับเวลา ผลของการเคลือบบนพื้นผิวของพวกเขา ตัวอย่างเช่นในระหว่างเถ้าชีวมวลเป็นองค์ประกอบการเผาไหม้อาจฟอร์มเคลือบบนเตียงวัสดุอนุภาคและเป็นอุณหภูมิละลายจะเข้าหา อนุภาคซึ่ง . ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนอาจเปลี่ยนเป็นอนุภาคพื้นผิวที่จะเคลือบอาจนำไปสู่การลดอัตราการถ่ายโอนความร้อน [ 16 ] อย่างไรก็ดี อนุภาคที่เคลือบให้ลดการถ่ายโอนความร้อนสัมประสิทธิ์กว่าไม่มีคน [ 16 ] และ [ 17 ] .

ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับน้ำ เช่น ก๊าซ ผ่านทางเตียงที่มีคุณภาพเป็นของไม่ดีของอนุภาคและวัสดุมวลรวมรูปยาวของเตียงได้บันทึกไว้อย่างมากมาย .เพื่อที่จะเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ และปรับปรุงประสิทธิภาพที่แท้จริงของพวกเขา ต่าง ๆเทคนิคฟลูอิไดเซชันได้รับการเสนอบทเรียนและทดสอบ ได้แก่ สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า ( AC / DC ) , เสียงและการสั่นสะเทือนเชิงกล และจังหวะการไหลจังหวะการไหลเป็นเทคนิคที่สัญญาว่าจะเพิ่มเตียงให้ฉนวนกันความร้อนในน้ำดินและเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเกินสูงสุดแท้จริงของเตียงแบบฟอง [ 18 ] .

หลายการใช้งานของ bubbling ฟลูเตียงเช่นการเผาไหม้ฟลูอิดไดซ์เบดแลกเปลี่ยนความร้อนและรักษาความร้อนของโลหะเช่นอลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์ ต้องติดต่อที่แช่ผิวด้วยวัสดุเตียง [ 19 ] สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนระหว่างเบดและแช่วัตถุมีข้อดีกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบปกติอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ . อย่างไรก็ตามเชื่อถือได้ทำนายพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนในระบบฟลูอิดไดซ์แบบหนึ่งที่ต้องมีความรู้หลายด้าน เช่น ขนาดของตัวเรือที่เหมาะสม การออกแบบของของเหลวในภาชนะจำหน่ายภายในและอุณหภูมิและความดัน [ 20 ] การถ่ายเทความร้อนระหว่างเตียงและแช่ผิวใน bfbc ได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัยเช่นความเร็วในการฟลูอิดไดซ์ผิวเผิน [ 21 ] , [ 22 ] [ 23 ] , [ 24 ] และ [ 25 ] ขนาดอนุภาคและความหนาแน่น [ 23 ] และ [ 26 ] , เทอร์โมคุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาคและก๊าซ [ 17 ] และ [ 26 ] , รูปร่าง , ขนาดและตำแหน่งของแช่ผิว [ 20 ] , [ 22 ] , [ 27 ] และ [ 28 ] , ขนาดของ FBC [ 29 ] , และชนิดของก๊าซ ผู้จัดจำหน่ายตารางที่ 1 แสดงข้อมูลจากการศึกษาวรรณคดีที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อนระหว่างเบด และแช่น้ำพื้นผิวในฟลูอิไดซ์เบด .