Численное моделирование процесса свето-индуцированной газификации водо-угольной суспензии

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Табурчинов, Роман Ильич Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе исследовался процесс светоиндуцированной газификации водоугольной суспензии. Была разработана математическая модель, учитывающая комплекс процессов испарения, термической подготовки и газификации частицы водоугольного топлива.
Результаты моделирования сопоставлялись с экспериментальными данными по определению зависимостей выхода синтез газа и его состава от времени подвода теплоты к частице из водоугольной суспензии.
Показано, что процесс является приповерхностым, определеные рабочие температуры при тепловых потоках, соответствующих экспериментальным. Установлено доминирование реакции неполного окисления углерода и определены ее кинетические параметры, наиболее близко описывающие результаты экспериментов.

1.1 Энергия и человечество
Энергия и ее использование сопровождают человечество практически
с самого его зарождения. Использование огня стало первым и одним из
основополагающих факторов, стимулировавших дальнейшее развитие нашего
вида. Люди использовали энергию горения древесного топлива или биомассы
для обогрева своего жилья и приготовления пищи [1-3]. Следом за огнем шло
использование энергии ветра с помощью паруса и ветряные мельницы.
Водяные мельницы, использующие тот же физический принцип, что и
ветряные мельницы, были следующим устройствами, с помощью которых
человек освоил гидроэнергию [1]. Начало использования металлов и
зарождение примитивных методов металлообработки [4,5], требующих
значительных затрат тепловой энергии, привело к тому, что возможности
древесного топлива оказались ниже потребностей [6,7] – человечество
нуждалось в более калорийном виде топлива, коим явился каменный уголь. В
это время и начинается его активная добыча и повсеместное применение в
промышленности. Начинается эпоха ископаемого топлива, которое
скапливалось в литосфере Земли в течении миллионов лет [8-10].
Эра жидкого топлива (нефти и нефтепродуктов) наступает по мере
понимания промышленного потенциала использования нефтепродуктов и
соответственно, развития процессов их добычи и переработки. Век
механизации труда привел к существенным изменениям динамики
промышленных объемов потребляемой энергии [11].
За последние полвека можно четко проследить ряд промышленно-
экономических кризисов, сопровождавшимися глобальными флуктуациями
энергоресурсов. Несмотря на это долговременная тенденция свидетельствует
о постоянном росте энергопотребления в мировом масштабе [11-14]. Это
способствует к дальнейшему расширению разработки богатства недр нашей
планеты.
1.2 Обзор состояния современной энергетики
Эпоха мирного атома началась с введением Советским Союзом в
эксплуатацию в г. Обнинск первой в мире ядерной электростанции,
работающий на энергосеть. Однако атомная электроэнергия не привела к
кардинальным изменениям мировой энергетики. Причиной этому стала
небольшая доля в структуре мирового энергобаланса (17 %) [11,14]. Хотя в
некоторых странах эта доля доходит до 72 % [11,15-18]. Несколько основных
факторов сдерживают атомную энергетику, таких как высокий уровень
капитальных затрат на постройку атомной электростанции, малая
динамичность энергоблоков, проблемы утилизации ядерных отходов. Также
ряд крупных аварий и катастроф сократили привлекательность данного вида
производства энергии [19-22].
Возобновляемые источники энергии, такие как ветер или солнце, на
данный момент времени и с данными характеристиками преобразующих
устройств не смогут дать необходимого количества потребляемой
электроэнергии, хотя их доля в мировом энергобалансе существенно возросла
за последние 12 лет (с 2,3 % до 8,4%) [11,14]. Основной проблемой при
использовании возобновляемых источников энергии является невозможность
обеспечения энергией непрерывных производств в силу суточных и сезонных
колебаний мощности [23,24].
Природный газ стремительно наращивает долю в мировом
энергопотреблении [5,25], толчком к этому послужил энергетический кризис
в 1973 году, после искусственного завышения цен на сырую нефть. На данный
момент он очень привлекателен с точки зрения утилизации, его удобно
транспортировать и хранить. По сравнению с нефтью или углем он
практически не создает вредных выбросов при сжигании, за исключением СО2
и NOx. К тому же разработка и внедрение новейших парогазовых установок
позволяют добиться одних из самых высоких КПД (до 61%) в энергетике на
данный момент времени [26,27].
50
30
10
1985 1989 1993 1997 2001 2005 2009 2013 2017

В рамках данного дипломного проекта были проведены теоретическое и
экспериментальное исследования светоиндуцированной газификации
водоугольной суспензии.
Разработана численная модель, позволяющая спрогнозировать выход
монооксида углерода при светоиндуцированной газификации топливной смеси
на основе фильтр-кека Г. Результаты математического моделирования были
сопоставлены с экспериментальными данными. Выяснено, что процесс
светоиндуцированной газификации можно охарактеризовать как
приповерхностный, и продемонстрировано девятикратное превышение радиуса
области выгорания углерода по сравнению с размером освещенной области.
Определены аррениусовские параметры реакции неполного окисления
углерода (Ea=100 кДж/моль и K=5175 кг/с), позволяющие наиболее точно
смоделировать проведенный эксперимент.
Пояснительная записка к проекту содержит подробное описание
методики эксперимента, а также физической и математической постановки
математической модели.
Так же выполнены разделы «Социальная ответственность» и
«Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение». В
разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» выполнена оценка коммерческого потенциала,
перспективности и альтернатив проведения данного научного исследования с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения, определены возможные
альтернативы его проведения, проведено планирование процесса научного
исследования и разработан план календарный план график, оценены
интегральные показатели эффективности В разделе «Социальная
ответственность» рассмотрены основные опасные и вредные факторы при
выполнении данной работы и способы снижения их воздействия на человека,
указаны пагубные воздействия на окружающую среду.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Численное моделирование процесса свето-индуцированной газификации водо-угольной суспензии»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Проектирование ТЭЦ мощностью 360 МВт в г. Томске
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка ПГУ-ТЭЦ на базе ГТУ SGT5-4000F
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)