Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär.Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Metal gidridler (MH) uly wodorod saklaýyş kuwwaty, pes iş basyşy we ýokary howpsuzlygy sebäpli wodorod saklamak üçin iň amatly material toparlarynyň biri hökmünde ykrar edilýär.Şeýle-de bolsa, wodorodyň haýal hereket etmegi kinetikany saklamagyň işini ep-esli peseldýär.MH ammaryndan has çalt ýylylygy aýyrmak, wodorodyň kabul ediliş tizligini ýokarlandyrmakda möhüm rol oýnap biler, netijede ammar öndürijiligi ýokarlanar.Şunuň bilen baglylykda, bu gözleg, MH saklaýyş ulgamynyň wodorod kabul ediş tizligine oňyn täsir etmek üçin ýylylyk geçiriş aýratynlyklaryny gowulandyrmaga gönükdirildi.Täze ýarym silindr görnüşli rulon ilki wodorod saklamak üçin işlenip düzüldi we optimallaşdyryldy we içerki howa ýylylyk çalşyjy (HTF) hökmünde goşuldy.Dürli aralyk ululyklaryna esaslanyp, täze ýylylyk çalşyjy konfigurasiýasynyň täsiri seljerilýär we adaty dik rulon geometriýasy bilen deňeşdirilýär.Mundan başga-da, optimal bahalary almak üçin MG we GTP ammarynyň iş parametrleri san taýdan öwrenildi.San simulýasiýasy üçin ANSYS Fluent 2020 R2 ulanylýar.Bu gözlegiň netijeleri, ýarym silindr rulonly ýylylyk çalşyjy (SCHE) ulanmak arkaly MH saklaýyş tankynyň işiniň ep-esli gowulaşyp biljekdigini görkezýär.Adaty spiral rulon ýylylyk çalşyjylary bilen deňeşdirilende wodorodyň siňdiriliş möhleti 59% azalýar.SCHE rulonlarynyň arasyndaky iň kiçi aralyk, siňdiriş wagtynyň 61% azalmagyna getirdi.SHE ulanyp, MG ammarynyň işleýiş parametrleri barada aýdylanda, saýlanan ähli parametrler wodorodyň siňdiriliş prosesinde ep-esli gowulaşma getirýär, esasanam HTS-iň girişindäki temperatura.
Gazylyp alynýan ýangyçlara esaslanýan energiýadan gaýtadan dikeldilýän energiýa geçiş bar.Täzelenip bilýän energiýanyň köp görnüşi dinamiki görnüşde güýç üpjün edýändigi sebäpli, ýüküň deňagramlylygy üçin energiýa saklanylmagy zerurdyr.Wodorod esasly energiýa saklanyşy, bu maksat bilen köp adamy özüne çekdi, esasanam wodorod aýratynlyklary we göterijiligi sebäpli “ýaşyl” alternatiw ýangyç we energiýa göterijisi hökmünde ulanylyp bilner.Mundan başga-da, wodorod gazylyp alynýan ýangyçlar bilen deňeşdirilende birlik massa üçin has ýokary energiýa mukdaryny hödürleýär.Wodorod energiýasyny saklamagyň dört esasy görnüşi bar: gysylan gaz saklamak, ýerasty ammar, suwuk saklamak we gaty saklamak.Gysylan wodorod awtobuslar we forkliftler ýaly ýangyç öýjükli ulaglarda ulanylýan esasy görnüşdir.Şeýle-de bolsa, bu ammar az mukdarda wodorodyň dykyzlygyny üpjün edýär (takmynan 0.089 kg / m3) we ýokary iş basyşy bilen baglanyşykly howpsuzlyk meselesi3.Pes gurşaw temperaturasynda we basyşda öwrüliş prosesine esaslanyp, suwuk ammar wodorody suwuk görnüşde saklar.Şeýle-de bolsa, suwuklandyrylanda energiýanyň 40% töweregi ýitýär.Mundan başga-da, bu tehnologiýa berk döwlet saklaýyş tehnologiýalary bilen deňeşdirilende has köp energiýa we iş güýji talap edýär4.Gaty ammar, wodorody siňdirmek arkaly wodorody gaty materiallara goşmak we wodorody desorpsiýa arkaly goýbermek bilen wodorody saklaýan amatly wariantdyr.Gaty material saklaýyş tehnologiýasy bolan metal gidrid (MH), wodorodyň ýokary kuwwaty, pes iş basyşy we suwuk ammar bilen deňeşdirilende arzanlygy sebäpli ýangyç öýjükleri bilen gyzyklanýar we stasionar we ykjam programmalar üçin amatly6,7 In Mundan başga-da, MH materiallary uly kuwwaty tygşytly saklamak ýaly howpsuzlyk aýratynlyklaryny üpjün edýär8.Şeýle-de bolsa, MG öndürijiligini çäklendirýän bir mesele bar: MG reaktorynyň pes ýylylyk geçirijiligi wodorodyň haýal siňmegine we zaýalanmagyna getirýär.
Ekzotermiki we endotermiki reaksiýalar wagtynda ýylylygy dogry geçirmek MH reaktorlarynyň işleýşini gowulandyrmagyň açarydyr.Wodorod ýüklemek prosesi üçin, öndürilen ýylylygy iň ýokary saklaýyş kuwwaty bilen islenýän tizlikde wodorod ýükleýiş akymyna gözegçilik etmek üçin reaktordan aýyrmaly.Munuň ýerine, çykarylanda wodorodyň ewolýusiýasynyň tizligini ýokarlandyrmak üçin ýylylyk talap edilýär.Heatylylygy we köpçülikleýin geçiriş öndürijiligini gowulandyrmak üçin köp gözlegçiler, iş parametrleri, MG gurluşy we MG11 optimizasiýasy ýaly köp faktorlara esaslanyp dizaýny we optimizasiýany öwrendiler.MG optimizasiýasy MG gatlaklaryna 12,13 köpük metallary ýaly ýokary ýylylyk geçirijilik materiallaryny goşmak arkaly amala aşyrylyp bilner.Şeýlelik bilen, täsirli ýylylyk geçirijiligini 0,1-den 2 W / mK10-a çenli ýokarlandyryp bolar.Şeýle-de bolsa, gaty materiallaryň goşulmagy MN reaktorynyň güýjüni ep-esli azaldar.Işleýiş parametrleri barada aýdylanda, MG gatlagynyň we sowadyjynyň (HTF) başlangyç iş şertlerini optimizirlemek arkaly gowulaşmak mümkin.MG-nyň gurluşy reaktoryň geometriýasy we ýylylyk çalşyjynyň dizaýny sebäpli optimizirlenip bilner.MH reaktorynyň ýylylyk çalşyjysynyň konfigurasiýasy barada aýdylanda, usullary iki görnüşe bölmek mümkin.Bular MO gatlagyna gurlan içerki ýylylyk çalşyjylar we gabyklar, sowadyjy penjekler we suw hammamlary ýaly MO gatlagyny öz içine alýan daşarky ýylylyk çalşyjylar.Daşarky ýylylyk çalşyjy barada aýdylanda, Kaplan16 MH reaktorynyň işleýşini seljerip, sowadyjy suwy reaktoryň içindäki temperaturany peseltmek üçin kurtka hökmünde ulandy.Netijeler 22 tegelek fin reaktory we tebigy konweksiýa bilen sowadylan başga bir reaktor bilen deňeşdirildi.Sowadyjy kurtkanyň bolmagy MH-nyň temperaturasyny ep-esli peseldýär we şeýlelik bilen siňdiriş tizligini ýokarlandyrýar diýýärler.Patil we Gopal17 tarapyndan suw bilen örtülen MH reaktorynyň sanly gözlegleri wodorod üpjünçiliginiň basyşynyň we HTF temperaturasynyň wodorodyň kabul edilmegine we desorpsiýa täsir edýän esasy parametrlerdigini görkezdi.
MH-de gurlan gabyklary we ýylylyk çalşyjylary goşup, ýylylyk geçiriş meýdanyny köpeltmek, ýylylygy we köpçülikleýin geçiriş öndürijiligini ýokarlandyrmagyň açarydyr we şonuň üçin MH18-iň saklaýyş ýerine ýetirijiligi.Içerki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýalary (göni turba we spiral rulon) sowadyjyny MH19,20,21,22,23,24,25,26 reaktorynda aýlamak üçin döredildi.Içerki ýylylyk çalşyjyny ulanyp, sowadyjy ýa-da ýyladyjy suwuklyk, wodorod adsorbsiýasy wagtynda MH reaktorynyň içindäki ýerli ýylylygy geçirer.Raju we Kumar [27] MG-iň işleýşini gowulandyrmak üçin ýylylyk çalşyjy hökmünde birnäçe göni turbalary ulandylar.Netijeler, göni turbalar ýylylyk çalşyjy hökmünde ulanylanda siňdiriş wagtynyň azalandygyny görkezdi.Mundan başga-da, göni turbalaryň ulanylmagy wodorodyň desorpsiýa wagtyny gysgaldýar28.Has ýokary sowadyjy akym derejesi wodorodyň zarýad beriş we zarýad tizligini ýokarlandyrýar29.Şeýle-de bolsa, sowadyjy turbalaryň sanyny köpeltmek sowadyjy akym tizligine däl-de, MH öndürijiligine oňyn täsir edýär30,31.Raju et al.32 LaMi4.7Al0.3-ni reaktorlarda köp sanly ýylylyk çalşyjylaryň işleýşini öwrenmek üçin MH materialy hökmünde ulandy.Işleýiş parametrleriniň siňdiriş prosesine, esasanam iýmit basyşyna we soňra HTF-iň akym tizligine ep-esli täsir edendigini habar berdiler.Şeýle-de bolsa, siňdiriş temperaturasy az ähmiýete eýe boldy.
MH reaktorynyň öndürijiligi, göni turbalar bilen deňeşdirilende ýylylyk geçirijisiniň gowulaşmagy sebäpli spiral rulon ýylylyk çalşyjysynyň kömegi bilen hasam gowulaşýar.Sebäbi ikinji derejeli sikl reaktordan ýylylygy has gowy aýryp biler25.Mundan başga-da, spiral turbalar MH gatlagyndan sowadyja ýylylyk geçirmek üçin uly ýer meýdanyny üpjün edýär.Bu usul reaktoryň içinde girizilende, ýylylyk alyş turbalarynyň paýlanyşy hem birmeňzeş bolýar33.Wang we başgalar.34 MH reaktoryna dik rulon goşup, wodorod almagyň dowamlylygynyň täsirini öwrendi.Netijeler, sowadyjynyň ýylylyk geçiriji koeffisiýentiniň artmagy bilen, siňdiriş wagtynyň azalýandygyny görkezýär.Wu we başgalar.25 Mg2Ni esasly MH reaktorlarynyň we örtülen rulon ýylylyk çalşyjylarynyň işleýşini derňedi.San gözlegleri reaksiýa wagtynyň azalandygyny görkezdi.MN reaktorynda ýylylyk geçiriş mehanizminiň kämilleşdirilmegi nurbat çukurynyň nurbat meýdançasyna we ölçegsiz nurbat meýdançasyna has az gatnaşygyna esaslanýar.Içerki ýylylyk çalşyjy hökmünde örtülen rulony ulanyp, Mellouli we başg.Dürli içerki ýylylyk çalşyjylaryň kombinasiýalary birnäçe gözleglerde geçirildi.Eisapur we ş.m.Wodorodyň siňdiriş prosesini gowulandyrmak üçin merkezi gaýdyp turba bilen spiral rulon ýylylyk çalşyjyny ulanyp, wodorod saklanyşyny öwrendi.Netijeler spiral turbanyň we merkezi gaýdýan turbanyň sowadyjy bilen MG arasyndaky ýylylyk geçirişini ep-esli gowulandyrýandygyny görkezdi.Spiral turbanyň kiçi göwrümi we has uly diametri ýylylygyň we köpçülikleýin geçiriş tizligini ýokarlandyrýar.Ardahaie we başgalar.36 reaktoryň içindäki ýylylygy geçirmegi gowulandyrmak üçin tekiz spiral turbalary ýylylyk çalşyjy hökmünde ulandy.Tekiz spiral turba uçarlarynyň sanyny köpeltmek arkaly siňdiriş dowamlylygynyň azalandygyny habar berdiler.Dürli içerki ýylylyk çalşyjylaryň kombinasiýalary birnäçe gözleglerde geçirildi.Dhau we başgalar.37, örtülen rulon ýylylyk çalşyjy we gabyklary ulanyp, MH-iň işleýşini gowulandyrdy.Netijeler, bu usulyň wodorody doldurmak wagtyny gabyksyz ýagdaý bilen deňeşdirilende 2 faktor azaldýandygyny görkezýär.Ularyllyk gabyklar sowadyjy turbalar bilen birleşdirilip, MN reaktoryna gurulýar.Bu gözlegiň netijesi, bu utgaşdyrylan usulyň, MH reaktory bilen deňeşdirilende has birmeňzeş ýylylyk geçirişini üpjün edýändigini görkezýär.Şeýle-de bolsa, dürli ýylylyk çalşyjylary birleşdirmek MH reaktorynyň agramyna we göwrümine ýaramaz täsir eder.Wu we al.18 dürli ýylylyk çalşyjy konfigurasiýalaryny deňeşdirdi.Bulara göni turbalar, gabyklar we spiral rulonlar girýär.Authorsazyjylar spiral rulonlaryň ýylylyk we köpçülikleýin geçirişde iň gowy gowulaşmalary üpjün edýändigini habar berdiler.Mundan başga-da, göni turbalar, örtülen turbalar we örtülen turbalar bilen birleşdirilen göni turbalar bilen deňeşdirilende, goşa rulonlar ýylylyk geçirişini gowulaşdyrmakda has gowy täsir edýär.Sekhar we başg.40 wodorodyň kabul edilmeginde şuňa meňzeş gowulaşmanyň içerki ýylylyk çalşyjy we jerimelenen daşarky sowadyjy penjek hökmünde spiral rulony ulanyp gazanylandygyny görkezdi.
Aboveokarda agzalan mysallardan spiral rulonlary içerki ýylylyk çalşyjy hökmünde ulanmak, beýleki ýylylyk çalşyjylara, esasanam göni turbalara we gabyklara garanyňda has gowy ýylylygy we köpçülikleýin geçiriş gowulaşmagyny üpjün edýär.Şonuň üçin bu gözlegiň maksady, ýylylyk geçirijiligini ýokarlandyrmak üçin spiral rulony hasam ösdürmekdi.Ilkinji gezek adaty MH saklaýan dik rulon esasynda täze ýarym silindr görnüşli rulon işlenip düzüldi.Bu gözleg, hemişelik göwrümli MH ýatagy we HTF turbalary bilen üpjün edilýän has gowy ýylylyk geçiriji zonasynyň ýerleşişi bilen täze ýylylyk çalşyjy dizaýny göz öňünde tutup, wodorod saklaýyş öndürijiligini ýokarlandyrar diýlip garaşylýar.Bu täze ýylylyk çalşyjynyň saklaýyş öndürijiligi, dürli rulon çukurlaryna esaslanýan adaty spiral rulon ýylylyk çalşyjylary bilen deňeşdirildi.Bar bolan edebiýata görä, MH reaktorlarynyň işleýşine täsir edýän esasy faktorlar, işleýiş şertleri we rulonlaryň aralygy.Bu täze ýylylyk çalşyjynyň dizaýnyny optimizirlemek üçin, rulon aralygynyň wodorodyň kabul ediliş wagtyna we MH göwrümine täsiri öwrenildi.Mundan başga-da, täze ýarym silindr rulonlaryň we iş şertleriniň arasyndaky baglanyşyga düşünmek üçin bu gözlegiň ikinji maksady, dürli işleýiş parametrleriniň diapazonlaryna görä reaktoryň aýratynlyklaryny öwrenmek we her bir iş üçin laýyk bahalary kesgitlemekdi. tertibi.parametri.
Bu işde wodorod energiýa saklaýjy enjamyň öndürijiligi iki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýa (1-den 3-e çenli spiral turbalary we 4-den 6-a çenli ýarym silindr turbalary goşmak bilen) we iş parametrlerine duýgurlyk seljermesi esasynda derňelýär.MH reaktorynyň işleýşi ilkinji gezek ýylylyk çalşyjy hökmünde spiral turbany ulanyp synag edildi.Sowadyjy ýag turbasy we MH reaktor gämisi poslamaýan polatdan ýasalýar.MG reaktorynyň ölçegleriniň we GTF turbalarynyň diametriniň ähli ýagdaýlarda üýtgewsizdigini, GTF-iň ädim ölçegleriniň üýtgeýändigini bellemelidiris.Bu bölümde HTF rulonlarynyň çukur ululygynyň täsiri seljerilýär.Reaktoryň beýikligi we daşky diametri degişlilikde 110 mm we 156 mm.Heatylylyk geçiriji nebit turbasynyň diametri 6mm.Spiral turbalar we iki ýarym silindr turbalary bilen MH reaktor zynjyrynyň diagrammasy barada jikme-jiklikler üçin Goşmaça bölüme serediň.
Injirde.1a MH spiral turba reaktoryny we ölçeglerini görkezýär.Gehli geometrik parametrler tablisada berilýär.1. Gelixiň umumy göwrümi we ZG göwrümi degişlilikde takmynan 100 sm3 we 2000 sm3.Bu MH reaktoryndan, HTF görnüşindäki howa aşakdan spiral turba arkaly gözenekli MH reaktoryna iýmitlendi we reaktoryň ýokarky ýüzünden wodorod girizildi.
Metal gidrid reaktorlary üçin saýlanan geometriýalaryň häsiýetnamasy.a) spiral-turba ýylylyk çalşyjy bilen, b) ýarym silindr turbaly ýylylyk çalşyjy bilen.
Ikinji bölüm, ýylylyk çalşyjy hökmünde ýarym silindr turba esasynda MH reaktorynyň işleýşini öwrenýär.Injirde.1b iki ýarym silindr turbasy we ölçegleri bilen MN reaktoryny görkezýär.1-nji tablisada ýarym silindr turbalaryň ähli geometrik parametrleri görkezilýär, olaryň arasyndaky aralykdan başga.4-nji hadysadaky ýarym silindr turbanyň, hemişe göwrümli HTF turbasy we örtülen turbadaky MH garyndysy bilen döredilendigini bellemek gerek (3-nji wariant).Injir barada aýdylanda.1b, iki ýarym silindrli HTF turbasynyň düýbünden howa girizildi we wodorod MH reaktorynyň ters tarapyndan girizildi.
Heatylylyk çalşyjynyň täze dizaýny sebäpli bu bölümiň maksady, SCHE bilen bilelikde MH reaktorynyň işleýiş parametrleri üçin degişli başlangyç bahalary kesgitlemek.Hli ýagdaýlarda howa reaktordan ýylylygy aýyrmak üçin sowadyjy hökmünde ulanyldy.Heatylylyk geçiriji ýaglaryň arasynda howa we suw, arzan bahasy we daşky gurşawa az täsiri sebäpli MH reaktorlary üçin ýylylyk geçiriji ýag hökmünde saýlanýar.Magniý esasly erginleriň işleýiş temperaturasynyň ýokarylygy sebäpli bu işde sowadyjy hökmünde howa saýlandy.Mundan başga-da, beýleki suwuk metallardan we eredilen duzlardan has gowy akym aýratynlyklaryna eýedir41.2-nji tablisada 573 K.-da howanyň häsiýetleri sanalandyr, bu bölümdäki duýgurlyk derňewi üçin diňe MH-SCHE öndürijilik opsiýalarynyň iň gowy konfigurasiýalary ulanylýar (4-6 ýagdaýlarda).Bu bölümdäki bahalandyrmalar, MH reaktorynyň başlangyç temperaturasy, wodorod ýük basyşy, HTF giriş temperaturasy we HTF tizligini üýtgetmek bilen hasaplanan Reynolds sany ýaly dürli iş parametrlerine esaslanýar.3-nji tablisada duýgurlyk derňewi üçin ulanylýan ähli iş parametrleri bar.
Bu bölümde wodorodyň siňdirilmegi, turbulentlik we sowadyjylaryň ýylylyk geçirilmegi üçin zerur dolandyryş deňlemeleri beýan edilýär.
Wodorod almak reaksiýasynyň çözgüdini aňsatlaşdyrmak üçin aşakdaky çaklamalar edilýär we berilýär;
Siňdiriş wagtynda wodorodyň we metal gidridleriň termofiziki aýratynlyklary hemişelikdir.
Wodorod ideal gaz hasaplanýar, şonuň üçin ýerli ýylylyk deňagramlylyk şertleri 43,44 göz öňünde tutulýar.
bu ýerde \ ({L} _ {gaz} \) tankyň radiusy, we \ ({L} _ {ýylylyk} \) tankyň eksenel beýikligi.N 0.0146-dan az bolanda, tankdaky wodorod akymy ep-esli ýalňyşlyksyz simulýasiýada hasaba alynmaz.Häzirki gözleglere görä, N 0,1-den has pesdir.Şonuň üçin basyş gradient täsirini äsgermezlik edip bolar.
Reaktoryň diwarlary ähli ýagdaýlarda gowy izolýasiýa edildi.Şonuň üçin reaktor bilen daşky gurşawyň arasynda 47 ýylylyk çalşygy ýok.
Mg esasly erginleriň gowy wodorodlaşdyryş aýratynlyklary we 7,6 wt% 8 çenli ýokary wodorod saklaýyş kuwwaty barlygy mälimdir.Gaty döwlet wodorod saklaýyş amaly taýdan bu erginler ýeňil materiallar hökmünde hem bellidir.Mundan başga-da, ajaýyp ýylylyga garşylygy we oňat işleýşi bar8.Mg esasly garyndylaryň arasynda Mg2Ni esasly MgNi garyndysy, wodorod saklaýyş kuwwaty 6 wt% -e çenli MH saklamak üçin iň amatly wariantlardan biridir.Mg2Ni erginleri, MgH48 garyndysy bilen deňeşdirilende has çalt adsorbsiýa we desorpsiýa kinetikasyny üpjün edýär.Şonuň üçin Mg2Ni bu işde metal gidrid materialy hökmünde saýlandy.
Energiýa deňlemesi wodorod bilen Mg2Ni gidridiň arasyndaky ýylylyk balansyna esaslanýar:
X - demiriň üstünde sorulýan wodorodyň mukdary, birlik \ (agram \% \), siňdiriş wagtynda kinetiki deňlemeden hasaplanýar (\ frac {dX} {dt} \) 49:
bu ýerde \ ({C} _ {a} \) reaksiýa derejesi we \ ({E} _ {a} \) işjeňleşdirme energiýasydyr.\ ({P} _ {a, eq} \), siňdiriş prosesinde metal gidrid reaktorynyň içindäki deňagramlylyk basyşy, van't Hoff deňlemesi tarapyndan aşakdaky ýaly berilýär25:
Nirede \ ({P} _ {ref} \) 0,1 MPa salgylanma basyşy.\ (\ Delta H \) we \ (\ Delta S \) degişlilikde reaksiýanyň entalpiýasy we entropiýasydyr.Mg2Ni we wodorod garyndylarynyň häsiýetleri tablisada görkezilýär.4. Ady görkezilen sanawy goşmaça bölümde tapyp bilersiňiz.
Suwuklyk akymy turbulent hasaplanýar, sebäbi tizligi we Reynolds sany (Re) degişlilikde 78,75 ms-1 we 14000.Bu gözlegde, ýetip bolýan k-ε turbulentlik modeli saýlandy.Bu usulyň beýleki k-ε usullary bilen deňeşdirilende has ýokary takyklygy üpjün edýändigi, şeýle hem RNG k-ε50,51 usullaryndan has az hasaplama wagtynyň talap edilýändigi bellendi.Heatylylyk geçiriji suwuklyklar üçin esasy deňlemeler barada jikme-jiklikler üçin Goşmaça bölüme serediň.
Ilki bilen MN reaktoryndaky temperatura rejimi birmeňzeşdi we wodorodyň ortaça konsentrasiýasy 0.043 boldy.MH reaktorynyň daşky araçägi gowy izolýasiýa edilendir öýdülýär.Magniý esasly erginler, adatça reaktordaky wodorody saklamak we goýbermek üçin ýokary reaksiýa iş temperaturasyny talap edýär.Mg2Ni garyndysy iň ýokary siňdiriş üçin 523–603 K, doly desorpsiýa üçin 573–603 K temperatura aralygy talap edýär.Şeýle-de bolsa, Muthukumar we başg.Şonuň üçin 573 K temperatura bu işde MN reaktorynyň başlangyç temperaturasy hökmünde saýlandy.
Barlamak we ygtybarly netijeler üçin dürli ölçeg ululyklaryny dörediň.Injirde.2 dört dürli elementden wodorod siňdiriş prosesinde saýlanan ýerlerde ortaça temperaturany görkezýär.Şuňa meňzeş geometriýa sebäpli gözenegiň garaşsyzlygyny barlamak üçin her konfigurasiýanyň diňe bir hadysasynyň saýlanandygyny bellemelidiris.Şol bir garyş usuly beýleki ýagdaýlarda hem ulanylýar.Şonuň üçin spiral turba üçin 1-nji warianty we ýarym silindr turba üçin 4-nji warianty saýlaň.Injirde.2a, b degişlilikde 1 we 4-nji wariantlar üçin reaktordaky ortaça temperaturany görkezýär.Saýlanan üç ýer, reaktoryň ýokarsynda, ortasynda we aşagynda düşegiň temperaturasynyň konturyny görkezýär.Saýlanan ýerlerdäki temperatura konturlaryna esaslanyp, ortaça temperatura durnuklaşýar we degişlilikde 1 we 4 ýagdaýlar üçin 428,891 we 430,599 element sanlarynda az üýtgeşiklik bolýar.Şonuň üçin bu gözenegiň ululyklary has soňraky hasaplamalar üçin saýlandy.Goşmaça bölümde dürli öýjük ululyklary üçin wodorodyň siňdirilmegi prosesi üçin ortaça düşek temperaturasy we yzygiderli arassalanan mesler barada jikme-jik maglumat berilýär.
Dürli gözenek belgileri bolan metal gidrid reaktorynda wodorod siňdiriş prosesinde saýlanan nokatlarda ortaça düşek temperaturasy.(a) 1-nji hadysa üçin saýlanan ýerlerde ortaça temperatura we (b) 4-nji ýagdaý üçin saýlanan ýerlerde ortaça temperatura.
Bu gözlegde Mg esasly metal gidrid reaktory Muthukumar we başganyň synag synaglarynyň netijelerine esaslanyp synag edildi.Geçirilen işlerinde wodorody poslamaýan polat turbalarda saklamak üçin Mg2Ni garyndysyny ulandylar.Mis gabyklary reaktoryň içindäki ýylylygy geçirmegi gowulandyrmak üçin ulanylýar.Injirde.3a eksperimental okuw bilen bu gözlegiň arasynda siňdiriş prosesi düşeginiň ortaça temperaturasynyň deňeşdirilişini görkezýär.Bu synag üçin saýlanan iş şertleri: MG başlangyç temperaturasy 573 K we giriş basyşy 2 MPa.Injirden.3a, bu synag synagynyň ortaça gatlak temperaturasy bilen häzirki netijä laýyk gelýändigini aýdyň görkezip bolar.
Model barlagy(a) Mg2Ni metal gidrid reaktorynyň häzirki barlagyny Muthukumar we başganyň tejribe işi bilen deňeşdirip, kody barlamak we (b) häzirki barlagy Kumar we başganyňky bilen deňeşdirip, spiral turbanyň turbulent akym modelini barlamak. .Gözleg.54.
Turbulentlik modelini barlamak üçin, bu gözlegiň netijeleri, saýlanan turbulent modeliniň dogrulygyny tassyklamak üçin Kumar we al.54-iň synag synaglary bilen deňeşdirildi.Kumar we al.54 turba turbaly spiral ýylylyk çalşyjyda turbulent akymy öwrendi.Suw garşy tarapdan sanjym edilýän gyzgyn we sowuk suwuklyk hökmünde ulanylýar.Yssy we sowuk suwuklygyň temperaturasy degişlilikde 323 K we 300 K.Reynolds sanlary gyzgyn suwuklyklar üçin 3100-den 5700-e, sowuk suwuklyklar üçin 21,000-den 35,000-e çenli.Dekan sanlary gyzgyn suwuklyklar üçin 550-1000, sowuk suwuklyklar üçin 3600-6000.Içki turbanyň (gyzgyn suwuklyk üçin) we daşarky turbanyň (sowuk suwuklyk üçin) diametrleri degişlilikde 0.0254 m we 0.0508 m.Dik rulonyň diametri we çukury degişlilikde 0,762 m we 0,100 m.Injirde.3b, içki turbadaky sowadyjy üçin dürli jübüt Nusselt we Dean sanlary üçin synag we häzirki netijeleriň deňeşdirmesini görkezýär.Synag netijeleri bilen deňeşdirilende üç dürli turbulentlik modeli durmuşa geçirildi we deňeşdirildi.Injirde görkezilişi ýaly.3b, ýetip bolýan k-ε turbulentlik modeliniň netijeleri tejribe maglumatlary bilen gowy ylalaşýar.Şonuň üçin bu model bu işde saýlandy.
Bu gözlegde sanly simulýasiýa ANSYS Fluent 2020 R2 ulanyp geçirildi.Ulanyjy kesgitlän funksiýany (UDF) ýazyň we siňdiriş prosesiniň kinetikasyny hasaplamak üçin energiýa deňlemesiniň giriş termini hökmünde ulanyň.PRESTO55 zynjyry we PISO56 usuly basyş-tizlik aragatnaşygy we basyşy düzetmek üçin ulanylýar.Üýtgeýän gradient üçin Grein-Gauss öýjük bazasyny saýlaň.Möhüm we energiýa deňlemeleri ikinji tertipli yza gaýtarmak usuly bilen çözülýär.Dynç alyş koeffisiýentleri barada aýdylanda, basyş, tizlik we energiýa komponentleri degişlilikde 0,5, 0.7 we 0.7 bolýar.Adaty diwar funksiýalary, turbulentlik modelinde HTF-de ulanylýar.
Bu bölüm, wodorodyň siňdirilmegi wagtynda örtülen rulon ýylylyk çalşyjysyny (HCHE) we dik rulon ýylylyk çalşyjysyny (SCHE) ulanyp, MH reaktorynyň gowulaşan içerki ýylylyk geçirişiniň san simulýasiýalarynyň netijelerini hödürleýär.HTF çukurynyň reaktor düşeginiň temperaturasyna we siňdiriş dowamlylygyna analiz edildi.Siňdiriş prosesiniň esasy iş parametrleri öwrenilýär we duýgurlyk derňew bölüminde görkezilýär.
MH reaktorynda rulon aralygynyň ýylylyk geçirişine edýän täsirini öwrenmek üçin dürli çukurly üç ýylylyk çalşyjy konfigurasiýa barlandy.15mm, 12.86mm we 10mm üç dürli çukur degişlilikde 1-nji beden, 2-nji we 3-nji göwre bellendi.Turbanyň diametri 573 K başlangyç temperaturada 6 mm we ähli ýagdaýlarda 1.8 MPa ýük basyşy bilen kesgitlenendigini bellemelidiris.Injirde.4-den 1-den 3-e çenli wodorod siňdiriş prosesi wagtynda MH gatlagynda ortaça düşek temperaturasy we wodorod konsentrasiýasy görkezilýär. Adatça, metal gidrid bilen wodorodyň arasyndaky reaksiýa siňdiriş prosesine ekzotermiki bolýar.Şonuň üçin reaktora wodorod ilkinji gezek girizilen ilkinji pursat sebäpli düşegiň temperaturasy çalt ýokarlanýar.Krowatyň temperaturasy iň ýokary derejä ýetýänçä ýokarlanýar we ýylylygy pes temperaturaly we sowadyjy hökmünde hereket edýän sowadyjy tarapyndan ýylylyk göterilende ýuwaş-ýuwaşdan peselýär.Injirde görkezilişi ýaly.4a, öňki düşündiriş sebäpli gatlagyň temperaturasy çalt ýokarlanýar we üznüksiz peselýär.Siňdiriş prosesi üçin wodorod konsentrasiýasy, adatça MH reaktorynyň ýatýan temperaturasyna esaslanýar.Orta gatlak temperaturasy belli bir temperatura düşende, demir üstü wodorody siňdirýär.Munuň sebäbi fizorbsiýa, himizorbsiýa, wodorodyň ýaýramagy we reaktordaky gidridleriň emele gelmegi bilen baglanyşyklydyr.Injirden.4b, rulon ýylylyk çalşyjynyň ädim gymmaty sebäpli 3-nji ýagdaýda wodorodyň siňdiriliş tizliginiň beýleki ýagdaýlara garanyňda pesdigini görmek bolýar.Bu umumy turbanyň uzynlygyna we HTF turbalary üçin has uly ýylylyk geçiriş meýdanyna getirýär.Wodorodyň ortaça 90% konsentrasiýasy bilen, 1-nji hadysanyň siňdiriş wagty 46,276 sekunt.1-nji ýagdaýda siňdirişiň dowamlylygy bilen deňeşdirilende, 2-nji we 3-nji ýagdaýlarda siňdirişiň dowamlylygy degişlilikde 724 s we 1263 s azaldyldy.Goşmaça bölüm, HCHE-MH gatlagynda saýlanan ýerler üçin temperatura we wodorod konsentrasiýasynyň konturlaryny görkezýär.
Bobinleriň arasyndaky aralyklaryň ortaça gatlak temperaturasyna we wodorod konsentrasiýasyna täsiri.)
MG reaktorynyň ýylylyk geçiriş aýratynlyklaryny gowulandyrmak üçin MG (2000 sm3) we 3-nji wariantyň spiral ýylylyk çalşyjy (100 sm3) üçin iki HFC döredildi. 4-nji gapak üçin 15 mm, 5-nji gapak üçin 12.86 mm we 6-njy hadysada 10 mm.4c, d başlangyç düşegiň ortaça temperaturasyny we wodorodyň siňdiriş prosesiniň başlangyç temperaturasynda 573 K we ýük basyşyny 1.8 MPa görkezýär.4c-nji suratda ortaça gatlagyň temperaturasyna görä, 6-njy ýagdaýda rulonlaryň arasyndaky has kiçi aralyk, beýleki iki ýagdaý bilen deňeşdirilende temperaturany ep-esli peseldýär.6-njy ýagdaý üçin, düşegiň aşaky temperaturasy wodorodyň konsentrasiýasynyň ýokary bolmagyna getirýär (4d surata serediň).Wariant 4 üçin wodorodyň kabul ediş wagty 19542 s, bu HCH ulanyp 1-3 wariantdan 2 esse pesdir.Mundan başga-da, 4-nji hadysa bilen deňeşdirilende, sorulma wagty 378 s we pes aralyklar bilen 5 we 6 ýagdaýlarda 1515 s azaldyldy.Goşmaça bölüm, SCHE-MH gatlagynda saýlanan ýerler üçin temperatura we wodorod konsentrasiýasynyň konturlaryny görkezýär.
Iki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýasynyň işleýşini öwrenmek üçin bu bölüm saýlanan üç ýerde temperatura egrilerini ýerleşdirýär we görkezýär.3-nji hadysadan HCHE bilen MH reaktory, 4-nji ýagdaýda SCHE bolan MH reaktory bilen deňeşdirmek üçin saýlandy, sebäbi hemişelik MH göwrümi we turbanyň göwrümi bar.Bu deňeşdirme üçin iş şertleri başlangyç temperatura 573 K we ýük basyşy 1.8 MPa boldy.Injirde.5a we 5b degişlilikde 3 we 4 ýagdaýlarda temperatura profiliniň saýlanan üç pozisiýasyny görkezýär.Injirde.5c, 20,000 s wodorod alandan soň temperatura profilini we gatlak konsentrasiýasyny görkezýär.5c-nji suratdaky 1-nji setire görä, sowadyjynyň konwektiw ýylylyk geçirilmegi sebäpli 3-nji we 4-nji wariantlardan TTF töweregindäki temperatura peselýär.Bu bolsa bu sebitde wodorodyň has köp konsentrasiýasyna getirýär.Şeýle-de bolsa, iki sany SCHE-ni ulanmak has ýokary gatlak konsentrasiýasyna getirýär.4-nji ýagdaýda HTF sebitiniň töwereginde has çalt kinetiki jogaplar tapyldy. Mundan başga-da, bu sebitde iň ýokary konsentrasiýa 100% tapyldy.Reaktoryň ortasynda ýerleşýän 2-nji setirden 4-nji hadysanyň temperaturasy, reaktoryň merkezinden başga ähli ýerlerde 3-nji hadysanyň temperaturasyndan ep-esli pesdir.Bu, 4-nji hadysada iň ýokary wodorod konsentrasiýasyna getirýär, reaktoryň merkezine HTF-den uzakda ýerleşýän sebitden başga.Şeýle-de bolsa, 3-nji hadysanyň konsentrasiýasy kän bir üýtgemedi.Gatlagyň temperaturasynyň we konsentrasiýasynyň uly tapawudy, GTS-iň girelgesiniň golaýynda 3-nji setirde hasaba alyndy.4-nji ýagdaýda gatlagyň temperaturasy ep-esli peseldi, netijede bu sebitde wodorodyň iň ýokary konsentrasiýasy boldy, 3-nji ýagdaýda konsentrasiýa çyzygy bolsa üýtgäp durýardy.Bu, SCHE ýylylyk geçirişiniň tizlenmegi bilen baglanyşykly.Goşmaça bölümde MH gatlagynyň we HTF turbasynyň ortaça temperaturasyny deňeşdirmegiň jikme-jiklikleri we çekişmesi berilýär.
Metal gidrid reaktorynda saýlanan ýerlerde temperatura tertibi we düşegiň konsentrasiýasy.(a) 3-nji ýagdaý üçin saýlanan ýerler, b) 4-nji ýagdaý üçin saýlanan ýerler we (c) 3-nji we 4-nji ýagdaýlarda wodorod almak prosesi üçin 20,000 s-den soň saýlanan ýerlerde temperatura tertibi we gatlak konsentrasiýasy.
Injirde.6-njy suratda, HCH we SHE siňdirilmegi üçin ortaça düşek temperaturasy (6a surata serediň) we wodorod konsentrasiýasy (6b surata serediň) görkezilýär.Bu suratdan ýylylyk çalşygynyň köpelmegi sebäpli MG gatlagynyň temperaturasynyň ep-esli peselýändigini görmek bolýar.Reaktordan has köp ýylylygy aýyrmak, wodorodyň ýokary bolmagyna getirýär.Iki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýasynyň HCHE 3-nji warianty bilen deňeşdirilende birmeňzeş göwrümi bar bolsa-da, 4-nji warianty esasynda SCHE-iň wodorod almak wagty 59% azaldy.Has jikme-jik derňew üçin, iki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýasy üçin wodorod konsentrasiýalary 7-nji suratda izolina görnüşinde görkezilýär. Bu surat iki ýagdaýda-da wodorodyň HTF girelgesiniň töwereginden siňip başlaýandygyny görkezýär.Has ýokary konsentrasiýa HTF sebitinde tapyldy, pes konsentrasiýalar MH reaktorynyň merkezinde ýylylyk çalşyjydan uzaklygy sebäpli hasaba alyndy.10,000 s-den soň, 4-nji ýagdaýda wodorodyň konsentrasiýasy 3-nji ýagdaýdan ep-esli ýokarydyr. 20,000 sekuntdan soň, reaktordaky ortaça wodorod konsentrasiýasy 4-nji ýagdaýda 90-a çenli ýokarlandy, 3-nji hadysada 50% wodorod bilen deňeşdirilende. iki SCHE-ni birleşdirmegiň has täsirli sowadyş ukybyna, netijede MH gatlagynyň içinde has pes temperatura bolýar.Netijede, wodorodyň has çalt siňmegine getirýän MG gatlagynyň içinde has deňagramlylyk basyşy düşýär.
3-nji we 4-nji hadysa, iki ýylylyk çalşyjy konfigurasiýasynyň arasynda ortaça düşegiň temperaturasyny we wodorod konsentrasiýasyny deňeşdirmek.
3-nji we 4-nji hadysada wodorodyň siňdirilmegi prosesi başlanandan soň 500, 2000, 5000, 10000 we 20000 s-den soň wodorod konsentrasiýasyny deňeşdirmek.
5-nji tablisada ähli ýagdaýlar üçin wodorod almagyň dowamlylygy görkezilýär.Mundan başga-da, tablisada göterim hökmünde görkezilen wodorodyň siňdiriliş wagty hem görkezilýär.Bu göterim 1-nji hadysanyň siňdiriş wagtyna görä hasaplanýar. Bu tablisadan HHE ulanýan MH reaktorynyň siňdiriş wagty takmynan 45,000-den 46,000 s, SCHE-ni öz içine alýan siňdiriş wagty bolsa 18,000-den 19,000 s töweregi.1-nji hadysa bilen deňeşdirilende, 2-nji we 3-nji hadysadaky siňdiriş wagty degişlilikde bary-ýogy 1,6% we 2.7% azaldyldy.HCHE ýerine SCHE ulanylanda, siňdiriş wagty 4-nji hadysadan 6-njy ýagdaýa çenli 58% -den 61% -e çenli azaldy.SCHE-iň MH reaktoryna goşulmagy wodorodyň siňdiriş prosesini we MH reaktorynyň işleýşini ep-esli gowulaşdyrýandygy düşnüklidir.MH reaktorynyň içinde ýylylyk çalşyjynyň gurulmagy, saklaýyş kuwwatyny peseldýän hem bolsa, bu tehnologiýa beýleki tehnologiýalar bilen deňeşdirilende ýylylyk geçirişinde ep-esli gowulaşma üpjün edýär.Şeýle hem, meýdança bahasynyň peselmegi SCHE-iň göwrümini ýokarlandyrar we MH-iň göwrüminiň azalmagyna getirer.Iň ýokary SCHE göwrümi bolan 6 ýagdaýda, MH göwrümli kuwwaty iň pes HCHE göwrümi bolan 1-nji ýagdaý bilen deňeşdirilende diňe 5% azaldy.Mundan başga-da, siňdiriş wagtynda 6-njy ýagdaý, siňdiriş wagtynyň 61% azalmagy bilen has çalt we has gowy öndürijilik görkezdi.Şonuň üçin duýgurlyk derňewinde goşmaça derňew üçin 6-njy waka saýlandy.Uzyn wodorod almagyň wagty, takmynan 2000 sm3 MH göwrümli saklaýyş tanky bilen baglanyşyklydygyny bellemelidiris.
Reaksiýa döwründe işleýän parametrler, MH reaktorynyň hakyky şertlerde işleýşine oňyn ýa-da ýaramaz täsir edýän möhüm faktorlardyr.Bu gözleg, SCHE bilen bilelikde MH reaktory üçin degişli başlangyç iş parametrlerini kesgitlemek üçin duýgurlyk derňewini göz öňünde tutýar we bu bölüm 6-njy ýagdaýda optimal reaktoryň konfigurasiýasy esasynda dört esasy iş parametrini öwrenýär. Operatinghli iş şertleriniň netijeleri görkezilýär 8-nji surat.
Semiarym silindrli rulon bilen ýylylyk çalşyjy ulanylanda dürli iş şertlerinde wodorod konsentrasiýasynyň grafigi.(a) ýük basyşy, (b) ýatagyň başlangyç temperaturasy, (c) sowadyjy Reynolds sany we (d) sowadyjy giriş temperaturasy.
Üznüksiz başlangyç temperatura 573 K we Reynolds sany 14,000 bolan sowadyjy akym tizligine esaslanyp, dört dürli ýük basyşy saýlandy: 1,2 MPa, 1.8 MPa, 2.4 MPa we 3.0 MPa.Injirde.8a wagtyň geçmegi bilen wodorod konsentrasiýasyna basyşyň we SCHE-iň täsirini görkezýär.Siňdiriş wagty ýük basyşynyň ýokarlanmagy bilen azalýar.1,2 MPa ulanylýan wodorod basyşyny ulanmak, wodorodyň siňdirilmegi üçin iň erbet ýagdaýdyr we wodorodyň 90% siňdirilmegi üçin siňdiriş dowamlylygy 26,000 s-den geçýär.Şeýle-de bolsa, has ýokary ýük basyşy siňdiriş wagtynyň 1,8-den 3.0 MPa çenli 32-42% azalmagyna getirdi.Bu, wodorodyň has ýokary başlangyç basyşy bilen bolýar, bu deňagramlylyk basyşy bilen ulanylýan basyşyň arasynda has uly tapawut döredýär.Şonuň üçin bu wodorodyň kinetikasy üçin uly hereketlendiriji güýç döredýär.Ilkinji pursatda deňagramlylyk basyşy bilen ulanylýan basyşyň arasyndaky uly tapawut sebäpli wodorod gazy çalt siňýär.3.0 MPa ýükleýiş basyşynda ilkinji 10 sekuntda 18% wodorod çalt ýygnandy.Wodorod soňky döwürde 15460 s reaktorlaryň 90% -de saklandy.Şeýle-de bolsa, 1,2-den 1.8 MPa çenli basyşda, siňdiriş wagty ep-esli azaldy.Beýleki ýokary basyşlar, siňdiriş wagtyny gowulaşdyrmaga az täsir etdi.Şonuň üçin MH-SCHE reaktorynyň ýük basyşynyň 1.8 MPa bolmagy maslahat berilýär.Goşmaça bölüm 15500 s-de dürli ýük basyşlary üçin wodorod konsentrasiýasynyň konturlaryny görkezýär.
MH reaktorynyň degişli başlangyç temperaturasynyň saýlanylmagy, wodorodyň adsorbsiýa prosesine täsir edýän esasy faktorlardan biridir, sebäbi gidrid emele geliş reaksiýasynyň hereketlendiriji güýjüne täsir edýär.SCHE-iň MH reaktorynyň başlangyç temperaturasyna edýän täsirini öwrenmek üçin 1.8 MPa hemişelik ýük basyşynda dört dürli temperatura we 14,000 HTF Reynolds sany saýlandy.Injirde.8b suratda 473K, 523K, 573K we 623K ýaly dürli başlangyç temperaturalaryň deňeşdirilişi görkezilýär.Aslynda, temperatura 230 ° C ýa-da 503K58-den ýokary bolanda, Mg2Ni garyndysy wodorodyň siňdirilmegi üçin täsirli aýratynlyklara eýe.Şeýle-de bolsa, wodorod sanjymynyň ilkinji pursatynda temperatura çalt ýokarlanýar.Netijede, MG gatlagynyň temperaturasy 523 K-den geçer. Şonuň üçin siňdiriş tizliginiň ýokarlanmagy sebäpli gidridleriň emele gelmegi aňsatlaşdyrylýar53.Injirden.8b-nji suratdan MB gatlagynyň başlangyç temperaturasynyň peselmegi bilen wodorodyň has çalt sorulýandygyny görmek bolýar.Aşaky deňagramlylyk basyşy başlangyç temperatura pes bolanda ýüze çykýar.Deňagramlylyk basyşy bilen ulanylýan basyşyň arasyndaky basyş tapawudy näçe köp bolsa, wodorodyň siňdirilmegi prosesi çalt bolar.473 K başlangyç temperaturada wodorod ilkinji 18 sekuntda 27% -e çenli çalt sorulýar.Mundan başga-da, siňdiriş wagty 623 K başlangyç temperatura bilen deňeşdirilende has pes başlangyç temperaturada 11% -den 24% -e çenli azaldyldy, iň pes başlangyç temperaturada 473 K iň pes siňdiriş wagty 15247 s, iň gowusyna meňzeýär ýagdaý ýükleme basyşy, başlangyç temperatura reaktorynyň temperaturasynyň peselmegi wodorod saklaýyş kuwwatynyň peselmegine getirýär.MN reaktorynyň başlangyç temperaturasy azyndan 503 K53 bolmaly.Mundan başga-da, 573 K53 başlangyç temperaturada iň ýokary wodorod saklaýyş kuwwaty 3,6 wt% bolup biler.Wodorod saklaýyş ukyby we siňdiriş dowamlylygy nukdaýnazaryndan 523 bilen 573 K aralygyndaky temperatura wagty 6% gysgaldýar.Şonuň üçin 573 K temperatura MH-SCHE reaktorynyň başlangyç temperaturasy hökmünde teklip edilýär.Şeýle-de bolsa, başlangyç temperaturanyň siňdiriş prosesine täsiri, ýük basyşy bilen deňeşdirilende az ähmiýete eýe boldy.Goşmaça bölüm 15500 s-de dürli başlangyç temperaturalar üçin wodorod konsentrasiýasynyň konturlaryny görkezýär.
Akymyň tizligi wodorodlaşdyrmagyň we suwsuzlandyrmagyň esasy parametrlerinden biridir, sebäbi wodorodlaşma we degidrojenasiýa wagtynda turbulentlige we ýylylygy aýyrmaga ýa-da girişe täsir edip biler.Flowokary akym tizligi turbulent fazalary döreder we HTF turbasy arkaly has çalt suwuklyk akymyna sebäp bolar.Bu reaksiýa has çalt ýylylyk geçirer.HTF üçin dürli giriş tizlikleri 10,000, 14,000, 18,000 we 22,000 Reynolds sanlaryna görä hasaplanýar.MG gatlagynyň başlangyç temperaturasy 573 K, ýük basyşy 1.8 MPa derejesinde kesgitlenildi.Injiriň netijeleri8c, has ýokary Reynolds sanyny SCHE bilen bilelikde ulanmagyň has ýokary ösüşe sebäp bolýandygyny görkezýär.Reynolds sany 10,000-den 22,000-e çenli artdygyça, siňdiriş wagty takmynan 28-50% azalýar.22,000 sany Reynoldsdaky siňdiriş wagty 12,505 sekuntdyr, bu dürli başlangyç ýükleýiş temperaturalaryndan we basyşlaryndan azdyr.12500 s aralygyndaky GTP üçin dürli Reynolds sanlary üçin wodorod konsentrasiýasy konturlary goşmaça bölümde görkezilýär.
SCHE-iň HTF-iň başlangyç temperaturasyna edýän täsiri seljerilýär we 8-nji suratda görkezilýär.573 K başlangyç MG temperaturasynda we 1.8 MPa wodorod ýükleýiş basyşynda bu derňew üçin dört başlangyç temperatura saýlandy: 373 K, 473 K, 523 K we 573 K. 8d sowadyjynyň temperaturasynyň peselendigini görkezýär girelgesinde siňdiriş wagtynyň azalmagyna getirýär.Giriş temperaturasy 573 K bolan esasy korpus bilen deňeşdirilende, 523 K, 473 K we 373 K giriş temperaturalary üçin siňdiriş wagty takmynan 20%, 44% we 56% azaldyldy.6917 s-de GTF-iň başlangyç temperaturasy 373 K, reaktordaky wodorod konsentrasiýasy 90%.Muny MG gatlagy bilen HCS arasynda güýçlendirilen konwektiw ýylylyk geçirijisi bilen düşündirip bolar.HTF-iň pes temperaturasy ýylylygyň ýaýramagyny ýokarlandyrar we wodorodyň köpelmegine getirer.Operatinghli işleýiş parametrleriniň arasynda, HTF giriş temperaturasyny ýokarlandyrmak arkaly MH-SCHE reaktorynyň işleýşini gowulandyrmak iň amatly usuldy, sebäbi siňdiriş prosesiniň ahyrky wagty 7000 s-den azdy, beýleki usullaryň iň gysga siňdiriş wagty bolsa has köpdi 10000 s.Wodorod konsentrasiýasynyň konturlary GTP-iň dürli başlangyç temperaturalary üçin 7000 s.
Bu gözleg, ilkinji gezek metal gidrid saklaýyş bölümine birleşdirilen täze ýarym silindrli rulon ýylylyk çalşyjysyny hödürleýär.Teklip edilýän ulgamyň wodorody siňdirmek ukyby ýylylyk çalşyjynyň dürli konfigurasiýalary bilen derňeldi.Işleýän parametrleriň metal gidrid gatlagy bilen sowadyjynyň arasyndaky ýylylyk çalşygyna täsiri, täze ýylylyk çalşyjy ulanyp, metal gidridleri saklamak üçin iň amatly şertleri tapmak üçin derňeldi.Bu gözlegiň esasy netijeleri aşakdaky ýaly jemlenendir:
Semiarym silindrli rulon ýylylyk çalşyjy bilen, magniý gatlagynyň reaktorynda birmeňzeş ýylylyk paýlanyşy sebäpli ýylylyk geçirijiligi gowulaşýar, netijede wodorodyň siňdirilmegi has gowy bolýar.Heatylylyk alyş-çalyş turbasynyň we metal gidridiň göwrüminiň üýtgemän galmagy şerti bilen, adaty örtülen rulon ýylylyk çalşyjy bilen deňeşdirilende siňdiriş reaksiýasynyň wagty 59% ep-esli azalýar.
Iş wagty: -20anwar-15-2023