Ключевые слова
Как цитировать
Аннотация
До настоящего времени отсутствовал систематический безразмерный анализ, объединяющий статический и проточный режимы в единой постановке. Целью работы является сравнение режимов на основе анализа безразмерных критериев подобия, построение режимной карты в координатах (Da_z, Pe_T) и определение оптимального окна расходов золя. Методом является аналитический безразмерный анализ сопряжённой задачи тепломассопереноса и поликонденсации тетраэтоксисилана (ТЭОС) в осесимметричном микроканале радиусом R = 250 мкм и длиной L = 30 мм при температуре стенки T_wall = 60 °C. Установлено, что в статическом режиме число Рэлея Ra ≈ 61 ≪ Rac = 1708 — естественная конвекция геометрически подавлена; характерная длина диффузионного истощения мономера составляет L_dep ≈ 1,0 мм, что концентрирует более 90 % массы осадка в первых 5–7 мм канала. В проточном режиме управляющими параметрами становятся осевое число Дамкёлера Da_z и тепловое число Пекле Pe_T. Оптимальное окно расходов Q ∈ [0,1; 2] мкл/мин обеспечивает одновременное выполнение Da_z < 1 и Pe_T < 1, то есть равномерность осаждения по длине канала и полноту теплового активирования реакции. Переход от статического к проточному режиму принципиально меняет лимитирующий механизм — от диффузионного истощения к конвективному обновлению реагента.
Библиографические ссылки
1. Abdurakhmanov, A., Kuchkarov, A.A., Holov,Sh.R., Abdumuminov, A. “Calculation of optical-geometrical characteristics of parabolic-cylindrical mirror concentrating systems”, European science review. 2017. Vol. 2. P. 201-204.
2. Klychev, Sh.I., Zakhidov, R.A., Bakhramov, S.A., Dudko, Yu.A., Khudoikulov, A.Ya., Klychev, Z.Sh., Khudoiberdiev, I.A. “Parameter optimization for paraboloid-cylinder-receiver system of thermal power plants”, Applied Solar Energy. Applied Solar Energy. 2009. Vol. 45. No. 4. pp. 281–284.
3. Avezov, R.R., Avezova, N.R., Matchanov, N.A., Suleimanov, Sh.I., Abdukadirova, R.D. “History and State of Solar Engineering in Uzbekistan”, Applied Solar Energy, 2012, Vol. 48, No. 1, pp. 14–19.
4. Amal, E.K., Oumaima, E.A., Elhassan, A. CFD Simulation of Temperature Distribution in a Parabolic Trough Collector. Appl. Sol. Energy 59, 311–323 (2023).
5. Koishiyev, T.K., Bekzhan, Z.B., Saribayev, A.S. Optimization Issues, Computer Modeling, and Visualization of the Efficiency Coefficient of Optical Systems of Solar Furnaces and Solar Power Plants. Appl. Sol. Energy 59, 324–328 (2023).
6. Abdurakhmanov, A.A. Akhadov, Zh.Z. Concentrating systems and determination of optimal parameters of the light-receiving surface, Appl. Sol. Energy, 2004, vol. 40, no. 3, p 39
7. Akhadov, J.Z. Study of the Performance Characteristics of a Solar Concentrator for Production of Thermal Energy. Appl. Sol. Energy 59, 169–175 (2023).
8. Li, R., Zeng, K., Soria, J.E., Mazza, G.A., Gauthier, Rodriguez, D.R., Flamant, G. Product distribution from solar pyrolysis of agricultural and forestry biomass residues. Renew. Energy 89, 27–35.
9. Luzzi, A., Lovegrove. K. Solar Thermal Power Generation, Australian National University, Camberra, 2004, pp. 669–683.
10. Nzihou, A., Flamant, G.,Stanmore, B. Synthetic fuels from biomass using concentrated solar energy - a review. Energy 2012 (42), 121–131.
11. Chernova, N.I., Kiseleva, S.V., Larina, O.M., Sytchev, G.A. Manufacturing gaseous products by pyrolysis microalgae biomass. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2018;(31-36):23-34. (In Russ.).
12. Кузьмина, Р.И., Штыков, С.Н., Панкин, К.Е., Иванова, Ю.В., Панина, Т.Г. Пирогенетическая переработка некоторых древесных отходов и отходов лущения семян. Химия растительного сырья, No. 3, 2010, pp. 61-65.
13. Караева, Ю.В., Тимофеева, С.С., Гильфанов, М.Ф., Камалов, Р.Ф., Марфин, Е.А.Термохимическая конверсия лузги подсолнечника. Химия растительного сырья, No. 2, 2023, pp. 335-344.
14. Kharkov,V.V., Tuntsev,D.V., Kuznetsov,M.G. Thermochemical processing of sun flowerhusks. Vestnik Kazanskogo GAU, № 4(51) 2018. pp 130-134.
15. Sanchez, M., Clifford, B., Nixon, J.D. Modelling and evaluating a solar pyrolysis system. Renewable Energy, Volume 116, Part A, 2018, pp 630-638.
16. Habtewold, A.T., Demiss, A.A., Wondwossen, B.E. Solar assisted pyrolysis system for High-Density polyethylene plastic waste to fuel conversion. AIMS Energy, 2020, 8(3): 455-473.
17. Uzakov, G.N., Davlonov, H.A., Holikov. K.N. Study of the Influence of the Source Biomass Moisture Content on Pyrolysis Parameters. Applied Solar Energy (English translation of Geliotekhnika), 2018, Tom 54, Vipusk 6, Pages 481 – 484.
18. Uzakov, G.N., Novik, A.V., Davlonov, X.A., Almardanov, X.A., Chuliev, S.E. Heat andMaterial Balance of Heliopyrolysis Device. Energetika. Proceedings of CIS HigherEducation Institutions and Power Engineering Associations, 66, 1, 57-65 (2023).
19. Davlonov, X. and at al. Study on heat and material balance of heliopyrolysis device. AIP Conference Proceedings,2686 020023 (2022).
20. Uzakov, G.N., Almardanov, X.A., Kodirov, I.N., Aliyarova, L.A. Studying the temperature regime of the heliopyrolysis device reactor. E3S Web of Conferences, 2023, 411, 01040.
21. Uzakov, G.N., Almardanov, X.A., Kodirov, I.N., Aliyarova, L.A. Modeling the heat balance of a solar concentrator heliopyrolysis device reactor. BIO Web of Conferences, 2023, 71, 01098.
22. Knysh, L. Modeling of energy characteristics of parabolic concentrators based on Monte Carlo ray tracing method, Applied Solar Energy 57, 2021, Volume 57, Issue 5, pp. 413–419.
23. Умаров, Г.Я., Захидов, Р.А., Ходжаев, А.Ш. Распределение лучистого вектора п поле излучения параболоцилиндрического концентратора. Гелиотехника, 1976, - №1, с. 27-32.
24. Ароян, О.С., Геруни, С.П. Программа расчета параметров солнечного параболоцилиндрического концентратора. Альтернативная энергетика и экология, №.11, 2005. - с. 42-45.
25. Ахатов, Ж.З. Приемник-парогенератор автономной солнечной-теплоэнергетической установки мощностью 5 кВт. Гелиотехника, 2010, - №4, с. 48-51.
26. Ахатов, Ж.З. Комбинированная энергоустановка с концентраторами солнечного излучения. Монография. Lambert AP (Германия), 2016. – 129 с.
27. Рылов, Ю.П. Упругодеформированные тонкостенные концентраторы солнечной энергии. Журнал технической физики, 2003, том 73, выпуск 11, 123-129 с.
28. Собиров, Ю.Б. Методы измерения коэффициентов отражения зеркал и коэффициентов пропускания стекол. Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 10(91).
29. Быстрицкий, Г.Ф. Основы энергетики: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2007. – 278 с.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2026 Мещеряков, A.A., Шабиев, Ф.К. (Автор)