Плантації енергетичних культур (верба, тополя, міскантус та ін.) забезпечують виробництво не тільки ефективного біопалива, а й поліпшують екологічний стан довкілля за рахунок інтенсивного поглинання вуглекислого газу з атмосфери. Ефективною сировиною для виробництва твердого біопалива є міскантус. В статті представлені результати термічного аналізу біопалива з міскантуса та дослідження щодо впливу на термічну деструкцію гранульованого палива фракційного складу сировини, температури і тиску гранулювання. В роботі використані зразки гранул, отримані при холодному пресуванні, механоактивації та термічній активації сировини. Методами термогравіметрії та диференційного термічного аналізу визначено температурні інтервали зневоднення, термічного розкладання органічних і мінеральних речовин, середні швидкості термічного розкладання органічних сполук, вологість та зольність зразків біопалива. Для всіх зразків гранульованого палива з міскантуса характерні стадії зневоднення, термічного розкладання органічних сполук, що супроводжується видаленням газоподібних продуктів, та розкладання мінеральних речовин. Найбільша швидкість виходу газоподібних речовин спостерігалась у гранул з механоактивованої та термічно активованої сировини, найменша – у гранули з полідисперсної фракції після холодного пресування. Було встановлено, що механоактивація і термічна активація сировини впливають на процес термічної деструкції – збільшується інтенсивність розкладання органічних речовин. Виявлено, що механоактивація сировини є найбільш суттєвим фактором впливу на кінетику термодеструкції. Під час термічного розкладання гранул, переважно з термічною активацією матеріалу в процесі гранулювання, у високотемпературному періоді розкладання спостерігалися мікровибухи.
Представлены результаты исследования методами дериватографии и рентгенофазового анализа влияния температуры конвективной сушки на кристалличность порошков из яблок и сахарной свеклы. С помощью термического анализа установлено, что с повышением температуры сушки с 60 до 100 °С, при неизменной скорости сушильного агента 1,5 м/с, степень кристалличности порошка из свеклы снижается с 34,0 до 20,4 %, а порошка из яблок -с 11,1 до 7,7 %. Рентгено-фазовым анализом степень кристалличности свекольных порошков определена на уровне 36 %, яблочных -34 %. По степени кристалличности исследованные порошки представляют собой аморфнокристаллические продукты -смеси биополимеров и растворимых углеводов в аморфном состоянии и кристаллических фаз, преимущественно глюкозы, сахарозы и фруктозы в яблочных порошках или сахарозы в порошках из сахарной свеклы.Представлено результати дослідження методами дериватографії та рентгенофазового аналізу впливу температури конвективного сушіння на кристалічність порошків з яблук та цукрового буряку. За допомогою термічного аналізу встановлено, що з підвищенням температури сушіння з 60 до 100 °С, при незмінній швидкості сушильного агента 1,5 м/с, ступінь кристалічності порошку з буряку знижується з 34,0 до 20,4 %, а порошку з яблук -з 11,1 до 7,7 %. Рентгенофазовим аналізом ступінь кристалічності бурякових порошків визначена на рівні 36 %, яблучних -34 %. За ступенем кристалічності досліджені порошки представляють собою аморфно-кристалічні продукти -суміші біополімерів та розчинних вуглеводів в аморфному стані і кристалічних фаз, переважно глюкози, сахарози та фруктози в порошках з яблук, чи сахарози в порошках з цукрового буряку.The effect of temperature of the convecting drying on the crystallinity of apple and sugar beet powders was presented in this study. The X-ray diffraction and derivatography methods were used. The data of thermal analysis revealed that with increasing of drying temperature from 60 to 100 °C at a constant speed of drying agent (1.5 m/s), the degree of crystallinity was reduced from 34.0 % wt. to 20.4 % wt. and from 11.1 % wt. to 7.7 % wt. for the sugar beet and apple powders, respectively. The X-ray diffraction method showed that the crystallinity of sugar beet and apple powders were 36 % wt. and 34 % wt., respectively. The investigated powders are semicrystalline product according to their degree of crystallinity. E.g., the apple powder is a mixture of amorphous (biopolymers and soluble carbohydrates) and crystalline (glucose, sucrose and fructose) phases. Бібл. 34, табл. 3, рис. 8. Ключові слова: сушіння, цукровий буряк, яблука, кристалізація, сахароза, глюкоза, фруктоза, дериватографія, рентгенофазовий аналіз, фазові переходи, ступінь кристалічності. d -міжплощинна відстань, нм; F -площа піка плавлення, мВ•с; h 1/2 -півширина піка, град; I -інтенсивність відбиття, с -1 ; К -коефіцієнт пересичення розчину (соку) сахарозою; m -маса, кг; N -ступінь кристалічності, %; Q -інтегральна теплота плавлення, кДж; q -коефіцієнт перерахунку площі піка плавлення в теплоту, кДж (мВ�с...
Представлені результати дослідження методами дериватографії та рентгенофазового аналізу термічних властивостей твердого залишку фрезерного торфу після екстрагування гумусових речовин з метою визначення його відповідності вимогам до палив. Показано, що температурні інтервали термічного розкладання органічних речовин залишку значно ширші за такі чистого торфу, а їх величина прямо залежить від температури екстракції. Встановлено, що в області високих температур за участю оксидів кальцію та кремнію, а також іонів натрію в залишку утворюються нові тверді фази. Виконано порівняння теплових ефектів термічного розкладання органічних речовин торфу та залишку. Запропоновано спосіб використання ТЗТ як палива.
На сьогодні задача акумулювання теплової енергії є досить актуальною. Перспективним напрямком є використання теплоакумулюючих матеріалів з фазовим переходом. При цьому важливо вибрати матеріал, який зможе забезпечити теплові та експлуатаційні параметри процесу. Як такий матеріал запропоновано використовувати суміш на основі 85 % парафіну та 15 % буровугільного воску, що використовується в ливарному виробництві. В даній роботі розглянуті теоречні та експериментальні дослідження процесу теплообміну при фазових переходах «тверде тіло - рідина», що відбуваються при нагріванні та охолоджені теплоакумулюючого матеріалу. Для вивчення процесу була прийнята модель акумулятора капсульного типу, що складається з теплоакумулюючих елементів, якими є тонкостінні металеві трубчасті контейнери, заповнені матеріалом з фазовим переходом. Експериментально та теоретично процес теплообміну з урахуванням фазового переходу теплоакумулюючого матеріалу було змодельовано на прикладі окремого теплоакумулюючого елемента. В результаті отримано розподіл температури в теплоакумулюючому елементі під час охолодження (від 80 до 22 °С) та нагрівання при контакті зовнішньої стінки металевої капсули з теплоносієм, нагрітим до 80 °С та з теплоносієм, що нагрівається зі швидкістю 0,35, 0,77 і 1,17 К/хв. від 22 до 80 °С. Було підтверджено, що при використанні невеликих об’ємів капсул конвективною складовою в рівнянні теплопровідності можна знехтувати. Співставлення даних результатів з експериментальними показало адекватність результатів розрахунків. Порівняння результатів експериментальних та теоретичних досліджень підтверджують можливість використання принципу ефективної теплоємності для розрахунку теплообміну при фазовому переході та дозволяють досить точно передбачити фактичний час нагрівання та охолодження. Результати розрахунків також підтвердили дані, одержані експериментально – під час нагрівання з високою швидкістю спостерігається висока неоднорідність температурного поля в межах розрізу. Експериментально виявлено, що не має сенсу застосовувати високу швидкість нагрівання. В результаті визначені особливості кінетики нагрівання та охолодження при фазовому переході, що дозволило встановити раціональний режим нагрівання. At present, the problem of heat storage is very relevant. The promising direction is the use of the heat storage materials with phase change. It is important to choose a material that can provide the thermal and operational parameters of the process. As a material, a mixture of 85% wax and 15% brown coal wax was suggested to be used. This mixture is used in foundry work. In this paper, theoretical and experimental studies of the heat transfer process during solid - liquid phase change occurring during heating and cooling of the heat storage material are considered. The model of a heat storage system of capsular type was adopted to study the process. It consists of the heat storage elements – thin-walled metallic tubular containers filled with phase change material. The heat transfer process taking into account phase change of the heat storage material is experimentally and theoretically simulated on the example of a separate heat storage element. As a result, the temperature distribution is obtained in the heat storage element during cooling (from 80 to 22 °C) and heating at contact external wall of metal capsule with heat carrier heated to 80 °C and heat carrier, which heated with a speed of 0.35, 0.77 and 1.17 K/min. from 22 to 80 °C. It was confirmed that the convective component in the heat conduction equation can be neglected at using small volume of capsule. Comparison of theoretical and experimental results showed the adequacy of the results of calculations. Comparison of experimental and theoretical studies confirm the ability to use the principle of effective specific heat to calculate the heat transfer at the phase change and allows one to accurately predict the actual time of heating and cooling. The results of studies also confirmed the data obtained experimentally - high heterogeneity of the temperature field is observed within the cross section during heating with high speed. It is experimentally revealed that it makes no sense to use a high heating rate. As a result, features of the kinetics of heating and cooling have been determined during the phase change. This will make it allowed to determine a rational mode of heating.
The article considers the effect of the granulometric composition of pine wood sawdust and granulation modes on the thermal decomposition of biofuel. Mechanical activation and thermal activation of raw materials before pressing were used in the study. Thermal decomposition of granular fuel was carried out by the methods of thermogravimetry and differential thermal analysis. The temperature ranges of dehydration, thermal decomposition of organic and mineral substances, moisture and ash content of the fuel have been determined. The rates of thermal decomposition of organic substances in granular fuel were also determined. The thermal effects of thermal decomposition of the granule samples were compared. It is registered that the equilibrium moisture content of granules obtained after thermal activation of the raw material is lower than that for granules made by cold pressing. This is indirect evidence of their increased density. It has been determined that most of the heat of thermal decomposition of organic substances in granular fuels is released in the high-temperature period at a decomposition rate of 1,12 to 1,37 % dry matter per minute. It was revealed that the thermal effect of thermal decomposition of granules depends on the fractional composition of the ground raw materials. This may be due to the difference in the chemical composition of the fractions. The analysis of obtained results made it possible to determine that the mechanical activation of raw materials increases the average rate of granule decomposition, and thermal activation reduces it. That is, the mechanical activation of raw materials has a positive effect on the thermal decomposition process. Grinding wood sawdust to particles smaller than 0,2 mm can lead to partial destruction of complex macromolecular compounds (hemicellulose, cellulose and lignin). Thus, this leads to a decrease in the degree of intermolecular interaction and intensification of the decomposition process.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.