湿炭充填層端面加熱時における水蒸気流れ挙動解析 Analysis of Steam Flow Behavior in Packed Bed of Coal Particles

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抄録

コークス乾留時において炉内熱・物質移動に重要な影響を及ぼすと考えられる水蒸気流れ挙動の解明を目的として, 湿炭充填層内の熱・物質移動解析を行った.実験は上下に水蒸気流出用パイプを持つ円筒ステンレス製容器に湿炭を充填し, 容器上端を昇温速度 3K /min で293 Kから653K まで加熱した後, 653K で保持して行った.本解析モデルでは, 円筒軸対称座標で水分の蒸発・凝縮を考慮し, 固相で非定常熱伝導方程式を, 気相で連続の式・運動方程式・エネルギー収支式を同時に解いた.充填層内の液相は移動しないものとし, 局所熱平衡を仮定して固相の一部として扱った.小型加熱炉における湿炭充填層端面加熱時の水蒸気流出および炉内伝熱挙動を解析結果と比較した結果, 両者は良好な一致を示し, モデルの妥当性が確認できた.また加熱面側への水蒸気流れは熱伝達を抑制し, 断熱面側への水蒸気流れは熱伝達を促進することが分かった.

Steam outflow rate and temperature distribution in packed bed of coal particles were measured, measured and compared with results of the numerical analysis in order to determine the steam flow behavior in the coke oven chamber. The moisture controlled and size graded pulverized coal particles are packed in the cylindrical stainless steel vessel with steam flow pipes on both ends. The upper end of the vessel is heated from 293 to 653 K with a constant heating rate of 3 K/min and kept at 653 K. Numerical analysis, including a concept in the evaporation/condensation behavior, is conducted in the axisymmetrical coordinate system. The unsteady heat conduction equation in the solid phase and mass, momentum and energy conservation equations in the gas phase are simultaneously solved. The condensed water in the bed is supposed to be static and as a part of the solid phase under the assumption of local thermal equilibrium. Estimated results on the temperature distribution and the steam outflow rate are quantitatively in good ageement with experimental results and the model performance is verified. Steam flow toward the heated side decreases the heat transfer rate, while steam flow toward the insulated side increases it.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(4), 898-906, 1996-07-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  17件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002669278
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    3995448
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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