numeryczne modelowanie procesu gazyfikacji
: 16 paź 2008, 15:44
Czytałem na tym forum różne wątki m.in "Sprawność procesu zgazowania" itp, rózni użytkownicy starają się prowadzic tam obliczenia chemiczne, dotyczace procesu zgazowania, wysuwac wnioski czy lepszy jest metan czy, wodór, czy opłaca się uzywac tlenu i powietrza. Wiekszość tych obliczeń jest ,państwo wybaczą troche nieudolna i bardzo, bardzo zgrubna.
Poniewaz chodzi mi po głowie wykonanie samochodu zasilanego HG, może niczego powaznego, powiedzmy małego 2-osobowego samuraja z paką z tyłu, raczej dla zabawy i swojskiego klimatu, przepychanek z urzedami niż dojazdu do roboty, postanwiłem stworzyć w miare rzetelny model numerczny procesu gazyfikacji. Jest to ważne dla tego alby zaprojektować sensowny generator (raczej imbert rozbudowany o rekuperacje ciepła i izolacje termiczną), trzeba oszacować wystepujace temperatury, aby dobrac materiał, oraz policzyć np co daje wprowadzenie rekuperacji i czy warto. Typowe imberty nie posiadały ani izolacji cieplnej ani rekuperatora gaz-powietrze, dlatego temperatury w nich panujace były niewielkie, ale i wydanosci takie sobie. Chłopaki z "vedbil.se" mieli zużycie 1m3/1000km, zakładając że takie auto normalnie pali 6l benzyny/100km i że 1l benzyny=3kg drewna powinni spalać 0,3-0,4 kubika.
Żeby rozwiać wątpiwości i błędn tok myslenia przytocze pare wypowiedzi.
Nie wiem jeszcze czy użyje po prostu excelowskiego solvera czy będę pisał jakis program w C, czas pokaże, wydaje mi się modelowanie owego procesu z dokładnością rzędu 90% jest realne gdyż taką dokładność osiągaja znane mi opracowania dot piecy hutniczych czy koksowni. Pewnie dokładny kod programu zachowam dla siebie, niemniej jednak znaną mi teoria zamierzam podzielić się.
Poniewaz chodzi mi po głowie wykonanie samochodu zasilanego HG, może niczego powaznego, powiedzmy małego 2-osobowego samuraja z paką z tyłu, raczej dla zabawy i swojskiego klimatu, przepychanek z urzedami niż dojazdu do roboty, postanwiłem stworzyć w miare rzetelny model numerczny procesu gazyfikacji. Jest to ważne dla tego alby zaprojektować sensowny generator (raczej imbert rozbudowany o rekuperacje ciepła i izolacje termiczną), trzeba oszacować wystepujace temperatury, aby dobrac materiał, oraz policzyć np co daje wprowadzenie rekuperacji i czy warto. Typowe imberty nie posiadały ani izolacji cieplnej ani rekuperatora gaz-powietrze, dlatego temperatury w nich panujace były niewielkie, ale i wydanosci takie sobie. Chłopaki z "vedbil.se" mieli zużycie 1m3/1000km, zakładając że takie auto normalnie pali 6l benzyny/100km i że 1l benzyny=3kg drewna powinni spalać 0,3-0,4 kubika.
Żeby rozwiać wątpiwości i błędn tok myslenia przytocze pare wypowiedzi.
i tak i nie, standardowo przyjmuje się około 1000[kJ/mol] /monomer, dla przykładu dla glukozy 1200, dla skrobi 2200 czyli 1100/monomer. W praktyce jednak drewno to nie celuloza, dla tego entalpie lepiej wyliczyc podstawiając za nią x do zbiansowanej reakcji spalania, zaś wartość uwolnionej energii +E po prawej stronie wyliczyć z katalogowego ciepła spalania interesujacego nas drewna.Celuloza jest wielocukrem o różnej długości cząsteczki, więc ciężko wyliczyć ciepło reakcji - entalpia zależałaby od długości cząsteczki.
i tak i nie, zakładasz że reagenty wystepują w stosunku stehiometrycznym, wtedy wstarczy podstawić do szkolnego wzoru na stałą równowagi reakci, ktora spokonie można znaleść dla 900C. Jeśli jednak wystepuje nadmiar/niedomiar jednego z substratów, w mieszaninie reakcyjnej wystepuja inne gaz które choć nie biorą udziału w tej reakcji mają wpływ na stosunek (cisnienie cząstkowe substratu/cisnienie), ta równowaga może mieć niezle odhyły. Reakcja zwana reakcją Boudouarda, jest doskonale zbadana i świetnie się opisuje, model jednak polega na wyliczeniu entalpi swobodnej (energi Gibbsa) i jej minimalizację ze względu na współrzędną reakcji (zmienna informujaca w jakim stopniu reakcja przebiegła), stałą równowagi dla dowolnej temperatur wylicza się z izobary Vant Hoffa. Ta metoda daje bardzo dobre wyniki (rzędu 99%), dla dowolnych proporcji reagentów i dodatków biernych typu azot.W reakcji odwracalnej C+CO2 <-> 2 CO już przy 900°C jest prawie 100% CO.
Nie wiem jeszcze czy użyje po prostu excelowskiego solvera czy będę pisał jakis program w C, czas pokaże, wydaje mi się modelowanie owego procesu z dokładnością rzędu 90% jest realne gdyż taką dokładność osiągaja znane mi opracowania dot piecy hutniczych czy koksowni. Pewnie dokładny kod programu zachowam dla siebie, niemniej jednak znaną mi teoria zamierzam podzielić się.