شماره بازیابی	AG AGMA ۱۸۲
عنوان	شبیه سازی عملکرد گازی ساز بالا سو با استفاده از مدل تعادل ترمودینامیکی
عنوان لاتین	Modeling of gasification process in updraft gasifier by thermodynamic equilibrium model
نویسنده	جاویدی قراچه، مجتبی - javidi, mojtaba
استاد راهنما	خجسته پور، مهدی
استاد مشاور	ابراهیمی نیک، محمدعلی
مقطع تحصیلی	دکتری (Ph.D)
سال دفاع از پایان نامه	۱۳۹۷
رشته	مکانیک ماشینهای کشاورزی
توصیفگر	شبیه سازی
توصیفگر	ترمودینامیک
توصیفگر	تعادل
توصیفگر	سیب زمینی
توصیفگر	کشاورزی
توصیفگر	زیست توده ها
توصیفگر	اعتبارسازی
چکیده فارسی	در این رساله، گازی سازی اندام های هوایی سیب زمینی (برگ و ساقه) با استفاده از دو روش آزمایشگاهی و شبیه سازی مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفت. در روش شبیه سازی عددی از مدل تعادل ترمودینامیکی استفاده شد و مقادیر تولیدی پنج گاز خروجی N2، CO2، H2، CO و CH4 تعیین شد. این مقادیر با حل معادلات مربوط به واکنش جهانی گازی سازی به دست آمد. گازی سازی روشی با راندمان بالا برای تولید انرژی از زیست توده است. این روش در عین کاربرد بالایی که دارد، وقت گیر و هزینه بر است. استفاده از مدل تعادل ترمودینامیکی جایگزینی مناسب برای روش گازی سازی به منظور صرفه جویی در وقت و هزینه می باشد. مدل تعادل ترمودینامیکی برای پیش بینی فرآیند یک دستگاه گازی ساز بستر سیال بالاسو مستقر در دانشگاه پوترا مالزی محاسبه شد. در روش آزمایشگاهی از دستگاه گازی ساز بالاسو شامل راکتور، گرمکن های الکتریکی، فشارسنج، ترموکوپل و لوله های اتصال جهت تصفیه، خنک سازی و جمع آوری گاز خروجی استفاده شد. آزمایش در پنج دمای راکتور مختلف (°C650 تا °C850)، با نرخ تغذیه 166/0 کیلوگرم بر ساعت و دو نسبت تعادل مختلف (2/0 و 25/0) انجام گرفت. گاز تولیدی مورد تحلیل قرار گرفت. داده های حاصل از مدل با نتایج آزمایش به منظور اعتبارسنجی مدل مقایسه شد. نزدیک ترین نتایج به نتایج آزمایشگاهی در دمای °C650 برای CO2 در نسبت تعادل 2/0 و CO در نسبت تعادل 25/0 با میزان خطای مدل به ترتیب 7 و 21 درصد بود. کمترین اختلاف مدل با نتایج آزمایشگاهی در °C700 برای N2 با میزان خطای 26 و 22 درصد به ترتیب در نسبت تعادل 2/0 و 25/0 مشاهده شد. خطای پیش بینی در °C750، برای CO، 7 درصد محاسبه شد. با در نظر گرفتن میزان خطا بهترین نتایج در °C800 برای N2 با نسبت تعادل 25/0 مشاهده شد (7 درصد). به طور کلی مورد قبول ترین نتایج مدل در °C850 حاصل شد که در آن خطای پیش بینیCH4 در نسبت تعادل 25/0، صفر به دست آمد. مقدار ارزش حرارتی حداکثر(HHV) و راندمان تبدیل کربن (CCE) با استفاده از داده های آزمایشگاهی و همچنین مدل محاسبه شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما مقدار HHV و CCE روند صعودی دارند. برای پیش بینی مقدار HHV مدل جواب قانع کننده ای به خصوص در دماها و نسبت های تعادلی بالاتر ارائه کرد. به طور کلی نتایج آزمایشگاهی نشان داد که نتایج به دست آمده از مدل جایگزین مؤثری برای نتایج آزمایشگاهی می باشد. با توجه به تولید گازهای با ارزش حرارتی بالا مانند H2، CO و CH4 از اندام های هوایی سیب زمینی این محصول جانبی می تواند در تولید انرژی نقشی مناسب داشته باشد.
چکیده لاتین	In this study, gasification of potato shoots (leaf and stem) was studied and compared using experimental and simulation methods. In numerical simulation method, the thermodynamic equilibrium model was used and the produced amounts of five gas outputs (N2, CO2, H2, CO and CH4) were determined. These values were obtained by solving equations for the global gasification reactionGasification is a high-efficiency method for generating energy from biomass. Inspite of its high application, this method is time consuming and cost effective. Using the thermodynamic equilibrium model is an appropriate replacement for the gasification method in order to save time and cost. A thermodynamic equilibrium model was developed to predict the gasification process in a bench-scale fluidized bed gasifier. For experiments, an updraft gasifier was used, including reactor, electric heaters, barometer, thermocouple and connecting pipes for purifying, cooling and collecting the produced gas. The experiments were done in five different gasification zone temperatures (650°C-850°C), feeding rate of 0.166 kg/h, and two equivalence ratios (ER: 0.2 and 0.25). Produced gas was analyzed. The data from the experiments were compared with those of modeling order to validate the model. For 650°C, the closest results of the model to experimented data were observed for CO2 at ER of 0.2, following by CO at ER= 0.25 with the error of 7% and 21%, respectively. The least difference of the model data from experimental data at 700°C was observed for N2 with the error of 26% and 22% for ER= 0.2 and 0.25. At 750°C, the predicted values conformed reasonably well to the experimental data for CO with error less than 7%. Regarding the least error, the most admissible results was seen at 800°C for N2 with ER= 0.25 while the error equals to 7%. In this case, the most acceptable results of the model were obtained for 850°C by model, in which the error to predict the amount of CH4 at ER= 0.25 was 0. HHV and CCE also was calculated at all temperatures by experiments and by the model. As results showed the amount of HHV and CCE increased by increase in temperature. The model’s results reached to a good agreement with experimental data specially in higher temperatures and higher ER. Therefore, the model is an effective alternative for experimental results. Due to the ability of potato shoot in gasification process to produce high calorific value gases such as H2, CO and CH4, it can play a great role in energy production.
لیست فایلها:	چکیده فارسی فهرست مطالب فهرست اشکال فهرست جداول پیشنهادات فهرست منابع و ماخذ چکیده انگلیسی صفحه عنوان انگلیسی