Математическая модель и метод расчёта динамики сушки биомассы при производстве пелет

Abstract

Пеллеты являются одним из перспективных источников энергии. При их производстве необходима правильная организация процесса сушки сырья. Температура процесса не должна достигать верхнего критического предела – 270 °С – при котором происходит термодеструкция, приводящая к потере горючей составляющей сырья. Для этого разработана математическая модель и численный метод расчёта динамики тепломассопереноса, фазовых превращений и усадки при сушке коллоидных капиллярно-пористых тел цилиндрической формы в условиях равномерного обдува теплоносителем. Математическая модель строилась на базе дифференциального уравнения переноса субстанции (энергии, массы, импульса) в деформируемых системах. Проведены экспериментальные исследования кинетики обезвоживания частиц энергетической вербы в потоке воздуха с целью верификации математической модели. Сопоставление результатов численных и физических экспериментов свидетельствуют об адекватности математической модели и эффективности метода её реализации. На их основе возможно проводить исследование динамики тепломассопереноса при сушке частиц различных видов измельчённой биомассы; определять время достижения равновесного влагосодержания в зависимости от свойств материала и сушильного агента. На основе этих данных возможно выбирать оптимальные с точки зрения сохранения энергии и качества высушиваемого продукта режимные параметры процесса.