Nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി.പരിമിതമായ CSS പിന്തുണയുള്ള ഒരു ബ്രൗസർ പതിപ്പാണ് നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, നിങ്ങൾ ഒരു അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്ത ബ്രൗസർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ Internet Explorer-ൽ അനുയോജ്യത മോഡ് പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുക).കൂടാതെ, നിലവിലുള്ള പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ശൈലികളും JavaScript ഇല്ലാതെ സൈറ്റ് കാണിക്കുന്നു.
ഒരേസമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളുടെ ഒരു കറൗസൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.ഒരേ സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ മുമ്പത്തേതും അടുത്തതും ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ അവസാനത്തെ സ്ലൈഡർ ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
വലിയ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണശേഷി, കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദം, ഉയർന്ന സുരക്ഷ എന്നിവ കാരണം ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയൽ ഗ്രൂപ്പുകളിലൊന്നായി മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ (എംഎച്ച്) അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, അവയുടെ മന്ദഗതിയിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ ചലനാത്മകത സംഭരണ പ്രകടനത്തെ വളരെയധികം കുറയ്ക്കുന്നു.MH സംഭരണത്തിൽ നിന്നുള്ള വേഗത്തിലുള്ള താപം നീക്കം ചെയ്യുന്നത് അതിന്റെ ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കും, ഇത് മെച്ചപ്പെട്ട സംഭരണ പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു.ഇക്കാര്യത്തിൽ, എംഎച്ച് സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ നിരക്കിനെ ഗുണപരമായി സ്വാധീനിക്കുന്നതിനായി താപ കൈമാറ്റ സവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനാണ് ഈ പഠനം ലക്ഷ്യമിടുന്നത്.പുതിയ അർദ്ധ-സിലിണ്ടർ കോയിൽ ആദ്യം വികസിപ്പിക്കുകയും ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിനായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ഒരു ആന്തരിക എയർ-ആസ്-ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറായി (HTF) സംയോജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.വ്യത്യസ്ത പിച്ച് വലുപ്പങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പുതിയ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷന്റെ പ്രഭാവം വിശകലനം ചെയ്യുകയും പരമ്പരാഗത ഹെലിക്കൽ കോയിൽ ജ്യാമിതിയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.കൂടാതെ, ഒപ്റ്റിമൽ മൂല്യങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന് എംജി, ജിടിപി എന്നിവയുടെ സംഭരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന പാരാമീറ്ററുകൾ സംഖ്യാപരമായി പഠിച്ചു.സംഖ്യാ അനുകരണത്തിനായി, ANSYS Fluent 2020 R2 ഉപയോഗിക്കുന്നു.സെമി-സിലിണ്ടർ കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ (SCHE) ഉപയോഗിച്ച് ഒരു MH സംഭരണ ടാങ്കിന്റെ പ്രവർത്തനം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഈ പഠനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.പരമ്പരാഗത സർപ്പിള കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണത്തിന്റെ ദൈർഘ്യം 59% കുറയുന്നു.SCHE കോയിലുകൾക്കിടയിലുള്ള ഏറ്റവും ചെറിയ അകലം, ആഗിരണ സമയത്തിൽ 61% കുറവ് വരുത്തി.SHE ഉപയോഗിച്ചുള്ള MG സംഭരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന പാരാമീറ്ററുകളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, തിരഞ്ഞെടുത്ത എല്ലാ പാരാമീറ്ററുകളും ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ കാര്യമായ പുരോഗതിയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് HTS-ലേക്കുള്ള ഇൻലെറ്റിലെ താപനില.
ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഊർജത്തിൽ നിന്ന് പുനരുപയോഗ ഊർജത്തിലേക്ക് ആഗോള പരിവർത്തനം നടക്കുന്നുണ്ട്.പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ പല രൂപങ്ങളും ഊർജ്ജസ്വലമായ രീതിയിൽ ഊർജ്ജം നൽകുന്നതിനാൽ, ലോഡ് സന്തുലിതമാക്കുന്നതിന് ഊർജ്ജ സംഭരണം ആവശ്യമാണ്.ഹൈഡ്രജൻ അധിഷ്ഠിത ഊർജ്ജ സംഭരണം ഈ ആവശ്യത്തിനായി വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു, പ്രത്യേകിച്ചും ഹൈഡ്രജൻ അതിന്റെ ഗുണങ്ങളും പോർട്ടബിലിറ്റിയും കാരണം "പച്ച" ബദൽ ഇന്ധനമായും ഊർജ്ജ കാരിയറായും ഉപയോഗിക്കാം.കൂടാതെ, ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഒരു യൂണിറ്റ് പിണ്ഡത്തിന് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഉള്ളടക്കം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു2.ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിൽ പ്രധാനമായും നാല് തരം ഉണ്ട്: കംപ്രസ് ചെയ്ത വാതക സംഭരണം, ഭൂഗർഭ സംഭരണം, ദ്രാവക സംഭരണം, ഖര സംഭരണം.ബസുകൾ, ഫോർക്ക്ലിഫ്റ്റുകൾ തുടങ്ങിയ ഇന്ധന സെൽ വാഹനങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രധാന തരം കംപ്രസ്ഡ് ഹൈഡ്രജനാണ്.എന്നിരുന്നാലും, ഈ സംഭരണം ഹൈഡ്രജന്റെ കുറഞ്ഞ ബൾക്ക് സാന്ദ്രത നൽകുന്നു (ഏകദേശം 0.089 കി.ഗ്രാം/m3) കൂടാതെ ഉയർന്ന പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സുരക്ഷാ പ്രശ്നങ്ങളും ഉണ്ട്.കുറഞ്ഞ ആംബിയന്റ് താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും ഒരു പരിവർത്തന പ്രക്രിയയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ദ്രാവക സംഭരണം ഹൈഡ്രജനെ ദ്രാവക രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കും.എന്നിരുന്നാലും, ദ്രവീകൃതമാകുമ്പോൾ, ഏകദേശം 40% ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടും.കൂടാതെ, സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് സ്റ്റോറേജ് ടെക്നോളജികളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ ഊർജ്ജവും അധ്വാനവും ഉള്ളതായി അറിയപ്പെടുന്നു.സോളിഡ് സ്റ്റോറേജ് എന്നത് ഒരു ഹൈഡ്രജൻ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയ്ക്ക് ഒരു പ്രായോഗിക ഓപ്ഷനാണ്, ഇത് ഹൈഡ്രജനെ ഖര പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തി ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുകയും ഡിസോർപ്ഷനിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു.ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡ് (MH), ഒരു സോളിഡ് മെറ്റീരിയൽ സ്റ്റോറേജ് ടെക്നോളജി, ഉയർന്ന ഹൈഡ്രജൻ കപ്പാസിറ്റി, കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദം, ലിക്വിഡ് സ്റ്റോറേജുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവ കാരണം ഇന്ധന സെൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ സമീപകാലത്ത് താൽപ്പര്യമുള്ളതാണ്, കൂടാതെ സ്റ്റേഷണറി, മൊബൈൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. കൂടാതെ, MH മെറ്റീരിയലുകൾ വലിയ ശേഷിയുടെ കാര്യക്ഷമമായ സംഭരണം പോലെയുള്ള സുരക്ഷാ സവിശേഷതകളും നൽകുന്നു8.എന്നിരുന്നാലും, എംജിയുടെ ഉൽ‌പാദനക്ഷമതയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു പ്രശ്‌നമുണ്ട്: എംജി റിയാക്ടറിന്റെ കുറഞ്ഞ താപ ചാലകത ഹൈഡ്രജന്റെ സാവധാനത്തിലുള്ള ആഗിരണത്തിലേക്കും നിർജ്ജലീകരണത്തിലേക്കും നയിക്കുന്നു.
എക്സോതെർമിക്, എൻഡോതെർമിക് പ്രതികരണങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ശരിയായ താപ കൈമാറ്റമാണ് എംഎച്ച് റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള താക്കോൽ.ഹൈഡ്രജൻ ലോഡിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്കായി, പരമാവധി സംഭരണ ശേഷിയിൽ ആവശ്യമുള്ള നിരക്കിൽ ഹൈഡ്രജൻ ലോഡിംഗ് ഫ്ലോ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം നീക്കം ചെയ്യണം.പകരം, ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ഹൈഡ്രജൻ പരിണാമത്തിന്റെ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ചൂട് ആവശ്യമാണ്.ഹീറ്റ്, മാസ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ, MG ഘടന, MG11 ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പല ഗവേഷകരും ഡിസൈനും ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്.MG പാളികൾ 12,13 ലേക്ക് നുരയെ ലോഹങ്ങൾ പോലുള്ള ഉയർന്ന താപ ചാലകത സാമഗ്രികൾ ചേർത്ത് MG ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ നടത്താം.അങ്ങനെ, ഫലപ്രദമായ താപ ചാലകത 0.1 മുതൽ 2 W/mK10 വരെ വർദ്ധിപ്പിക്കാം.എന്നിരുന്നാലും, ഖര വസ്തുക്കൾ ചേർക്കുന്നത് MN റിയാക്ടറിന്റെ ശക്തിയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ സംബന്ധിച്ച്, എംജി ലെയറിന്റെയും കൂളന്റിന്റെയും (എച്ച്ടിഎഫ്) പ്രാരംഭ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നേടാനാകും.റിയാക്ടറിന്റെ ജ്യാമിതിയും ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ രൂപകൽപ്പനയും കാരണം എംജിയുടെ ഘടന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.MH റിയാക്റ്റർ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ കോൺഫിഗറേഷൻ സംബന്ധിച്ച്, രീതികൾ രണ്ട് തരങ്ങളായി തിരിക്കാം.MO ലെയറിൽ നിർമ്മിച്ച ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളും MO ലെയറിനെ മൂടുന്ന ബാഹ്യ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളായ ചിറകുകൾ, കൂളിംഗ് ജാക്കറ്റുകൾ, വാട്ടർ ബാത്ത് എന്നിവയും ഇവയാണ്.എക്സ്റ്റേണൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്, റിയാക്ടറിനുള്ളിലെ താപനില കുറയ്ക്കുന്നതിന് തണുപ്പിക്കുന്ന വെള്ളം ഒരു ജാക്കറ്റായി ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട്, എംഎച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനം Kaplan16 വിശകലനം ചെയ്തു.ഫലങ്ങൾ 22 റൗണ്ട് ഫിൻ റിയാക്ടറുമായും സ്വാഭാവിക സംവഹനത്താൽ തണുപ്പിച്ച മറ്റൊരു റിയാക്ടറുമായും താരതമ്യം ചെയ്തു.ഒരു കൂളിംഗ് ജാക്കറ്റിന്റെ സാന്നിധ്യം MH ന്റെ താപനില ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും അതുവഴി ആഗിരണം നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് അവർ പ്രസ്താവിക്കുന്നു.പാട്ടീലും ഗോപാലും നടത്തിയ വാട്ടർ-ജാക്കറ്റഡ് എംഎച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ സംഖ്യാ പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ വിതരണ സമ്മർദ്ദവും എച്ച്ടിഎഫ് താപനിലയും ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണത്തിന്റെയും ശോഷണത്തിന്റെയും നിരക്കിനെ സ്വാധീനിക്കുന്ന പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളാണെന്നാണ്.
MH-ൽ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്ന ചിറകുകളും ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളും ചേർത്ത് ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ ഏരിയ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഹീറ്റും മാസ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രകടനവും അതിനാൽ MH18 ന്റെ സംഭരണ പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള താക്കോലാണ്.MH19,20,21,22,23,24,25,26 റിയാക്ടറിൽ കൂളന്റ് പ്രചരിക്കുന്നതിനായി നിരവധി ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ (നേരായ ട്യൂബ്, സ്പൈറൽ കോയിൽ) രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.ഒരു ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച്, തണുപ്പിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ ചൂടാക്കൽ ദ്രാവകം ഹൈഡ്രജൻ അഡോർപ്ഷൻ പ്രക്രിയയിൽ MH റിയാക്ടറിനുള്ളിൽ പ്രാദേശിക ചൂട് കൈമാറും.രാജുവും കുമാറും [27] MG യുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളായി നിരവധി നേരായ ട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.നേരായ ട്യൂബുകൾ ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ആഗിരണം സമയം കുറയുന്നതായി അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു.കൂടാതെ, നേരായ ട്യൂബുകളുടെ ഉപയോഗം ഹൈഡ്രജൻ ഡിസോർപ്ഷൻ സമയം കുറയ്ക്കുന്നു28.ഉയർന്ന കൂളന്റ് ഫ്ലോ റേറ്റ് ഹൈഡ്രജൻ ചാർജിംഗിന്റെയും ഡിസ്ചാർജ്ജിന്റെയും നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു29.എന്നിരുന്നാലും, കൂളിംഗ് ട്യൂബുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് കൂളന്റ് ഫ്ലോ റേറ്റ്30,31 എന്നതിനേക്കാൾ MH പ്രകടനത്തെ നല്ല രീതിയിൽ സ്വാധീനിക്കുന്നു.റിയാക്ടറുകളിലെ മൾട്ടിട്യൂബ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുടെ പ്രകടനം പഠിക്കാൻ രാജു et al.32 ഒരു MH മെറ്റീരിയലായി LaMi4.7Al0.3 ഉപയോഗിച്ചു.പ്രവർത്തന പരാമീറ്ററുകൾ ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തിയതായി അവർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു, പ്രത്യേകിച്ച് ഫീഡ് മർദ്ദം, തുടർന്ന് HTF ന്റെ ഒഴുക്ക് നിരക്ക്.എന്നിരുന്നാലും, ആഗിരണം താപനില വളരെ നിർണായകമല്ല.
സ്ട്രെയിറ്റ് ട്യൂബുകളെ അപേക്ഷിച്ച് മെച്ചപ്പെട്ട താപ കൈമാറ്റം കാരണം ഒരു സർപ്പിള കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ ഉപയോഗത്താൽ MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.കാരണം ദ്വിതീയ ചക്രത്തിന് റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും25.കൂടാതെ, MH പാളിയിൽ നിന്ന് ശീതീകരണത്തിലേക്ക് താപ കൈമാറ്റത്തിന് സർപ്പിള ട്യൂബുകൾ ഒരു വലിയ ഉപരിതല പ്രദേശം നൽകുന്നു.റിയാക്ടറിനുള്ളിൽ ഈ രീതി അവതരിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് ട്യൂബുകളുടെ വിതരണവും കൂടുതൽ ഏകീകൃതമാണ്.വാങ് തുടങ്ങിയവർ.34 ഒരു MH റിയാക്ടറിലേക്ക് ഒരു ഹെലിക്കൽ കോയിൽ ചേർത്തുകൊണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ കാലയളവിന്റെ പ്രഭാവം പഠിച്ചു.ശീതീകരണത്തിന്റെ താപ ട്രാൻസ്ഫർ കോഫിഫിഷ്യന്റ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ആഗിരണം സമയം കുറയുന്നുവെന്ന് അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.വൂ തുടങ്ങിയവർ.25 Mg2Ni അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള MH റിയാക്ടറുകളുടെയും കോയിൽഡ് കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുടെയും പ്രകടനം അന്വേഷിച്ചു.അവരുടെ സംഖ്യാ പഠനങ്ങൾ പ്രതികരണ സമയത്തിൽ കുറവ് കാണിക്കുന്നു.എംഎൻ റിയാക്ടറിലെ ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ മെക്കാനിസത്തിന്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ, സ്ക്രൂ പിച്ച്, സ്ക്രൂ പിച്ച്, അളവില്ലാത്ത സ്ക്രൂ പിച്ച് എന്നിവയുടെ ചെറിയ അനുപാതത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.Mellouli et al.21 ഒരു ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറായി ഒരു കോയിൽഡ് കോയിൽ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തിയ ഒരു പരീക്ഷണാത്മക പഠനം കാണിക്കുന്നത് HTF ആരംഭ താപനില ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണവും നിർജ്ജലീകരണ സമയവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു എന്നാണ്.വിവിധ ആന്തരിക ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുടെ സംയോജനം നിരവധി പഠനങ്ങളിൽ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്.ഈസാപൂർ തുടങ്ങിയവർ.ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സെൻട്രൽ റിട്ടേൺ ട്യൂബ് ഉള്ള ഒരു സ്പൈറൽ കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം പഠിച്ചു.സർപ്പിള ട്യൂബും സെൻട്രൽ റിട്ടേൺ ട്യൂബും കൂളന്റും എംജിയും തമ്മിലുള്ള താപ കൈമാറ്റം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നുവെന്ന് അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു.സർപ്പിള ട്യൂബിന്റെ ചെറിയ പിച്ചും വലിയ വ്യാസവും താപത്തിന്റെയും ബഹുജന കൈമാറ്റത്തിന്റെയും നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.Ardahaie et al.36 റിയാക്ടറിനുള്ളിലെ താപ കൈമാറ്റം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ഫ്ലാറ്റ് സർപ്പിള ട്യൂബുകൾ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറായി ഉപയോഗിച്ചു.പരന്ന സ്പൈറൽ ട്യൂബ് പ്ലെയിനുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിച്ച് ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള ദൈർഘ്യം കുറഞ്ഞതായി അവർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.വിവിധ ആന്തരിക ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുടെ സംയോജനം നിരവധി പഠനങ്ങളിൽ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്.ധൗ തുടങ്ങിയവർ.37 ഒരു കോയിൽഡ് കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറും ഫിൻസും ഉപയോഗിച്ച് MH ന്റെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തി.ചിറകുകളില്ലാത്ത കേസുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ രീതി ഹൈഡ്രജൻ പൂരിപ്പിക്കൽ സമയം 2 മടങ്ങ് കുറയ്ക്കുമെന്ന് അവരുടെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.വാർഷിക ചിറകുകൾ കൂളിംഗ് ട്യൂബുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് എംഎൻ റിയാക്ടറിൽ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നു.ചിറകുകളില്ലാത്ത MH റിയാക്ടറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ സംയോജിത രീതി കൂടുതൽ ഏകീകൃത താപ കൈമാറ്റം നൽകുന്നുവെന്ന് ഈ പഠനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, വ്യത്യസ്ത ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് MH റിയാക്ടറിന്റെ ഭാരത്തെയും അളവിനെയും പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കും.Wu et al.18 വ്യത്യസ്ത ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകളെ താരതമ്യം ചെയ്തു.നേരായ ട്യൂബുകൾ, ചിറകുകൾ, സർപ്പിള കോയിലുകൾ എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.സ്പൈറൽ കോയിലുകൾ താപത്തിലും ബഹുജന കൈമാറ്റത്തിലും മികച്ച മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നൽകുന്നുവെന്ന് രചയിതാക്കൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു.കൂടാതെ, സ്ട്രെയിറ്റ് ട്യൂബുകൾ, കോയിൽഡ് ട്യൂബുകൾ, സ്ട്രെയിറ്റ് ട്യൂബുകൾ എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇരട്ട കോയിലുകൾ താപ കൈമാറ്റം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് മികച്ച ഫലം നൽകുന്നു.ശേഖർ തുടങ്ങിയവർ നടത്തിയ പഠനം.ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറും ഫിൻഡ് എക്സ്റ്റേണൽ കൂളിംഗ് ജാക്കറ്റും ഉപയോഗിച്ച് സ്പൈറൽ കോയിൽ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കുന്നതിൽ സമാനമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചതായി 40 കാണിച്ചു.
മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച ഉദാഹരണങ്ങളിൽ, ആന്തരിക ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളായി സ്പൈറൽ കോയിലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് മറ്റ് ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളേക്കാൾ മികച്ച താപവും മാസ് ട്രാൻസ്ഫർ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും നൽകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് നേരായ ട്യൂബുകളും ചിറകുകളും.അതിനാൽ, താപ കൈമാറ്റ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി സർപ്പിള കോയിൽ കൂടുതൽ വികസിപ്പിക്കുക എന്നതായിരുന്നു ഈ പഠനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം.ആദ്യമായി, പരമ്പരാഗത MH സ്റ്റോറേജ് ഹെലിക്കൽ കോയിലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു പുതിയ സെമി-സിലിണ്ടർ കോയിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.എംഎച്ച് ബെഡ്, എച്ച്ടിഎഫ് ട്യൂബുകൾ എന്നിവയുടെ സ്ഥിരമായ അളവ് നൽകുന്ന മെച്ചപ്പെട്ട ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ സോൺ ലേഔട്ടുള്ള ഒരു പുതിയ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഡിസൈൻ പരിഗണിച്ച് ഈ പഠനം ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.ഈ പുതിയ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ സ്റ്റോറേജ് പ്രകടനത്തെ വ്യത്യസ്ത കോയിൽ പിച്ചുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരമ്പരാഗത സർപ്പിള കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു.നിലവിലുള്ള സാഹിത്യമനുസരിച്ച്, പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളും കോയിലുകളുടെ അകലവുമാണ് എംഎച്ച് റിയാക്ടറുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ.ഈ പുതിയ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ രൂപകൽപ്പന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന്, ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിലും എംഎച്ച് വോളിയത്തിലും കോയിൽ സ്‌പെയ്‌സിംഗിന്റെ സ്വാധീനം അന്വേഷിച്ചു.കൂടാതെ, പുതിയ അർദ്ധ-സിലിണ്ടർ കോയിലുകളും പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം മനസിലാക്കാൻ, ഈ പഠനത്തിന്റെ ദ്വിതീയ ലക്ഷ്യം വ്യത്യസ്ത ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്റർ ശ്രേണികൾക്കനുസരിച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ സവിശേഷതകൾ പഠിക്കുകയും ഓരോ പ്രവർത്തനത്തിനും അനുയോജ്യമായ മൂല്യങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതായിരുന്നു. മോഡ്.പരാമീറ്റർ.
രണ്ട് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകളും (1 മുതൽ 3 വരെയുള്ള കേസുകളിലെ സർപ്പിള ട്യൂബുകളും 4 മുതൽ 6 വരെയുള്ള കേസുകളിൽ അർദ്ധ സിലിണ്ടർ ട്യൂബുകളും ഉൾപ്പെടെ) ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകളുടെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനവും അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ പഠനത്തിലെ ഹൈഡ്രജൻ എനർജി സ്റ്റോറേജ് ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രകടനം അന്വേഷിക്കുന്നത്.MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമത ആദ്യമായി ഒരു ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറായി ഒരു സർപ്പിള ട്യൂബ് ഉപയോഗിച്ച് പരീക്ഷിച്ചു.കൂളന്റ് ഓയിൽ പൈപ്പും എംഎച്ച് റിയാക്ടർ വെസ്സലും സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.എംജി റിയാക്ടറിന്റെ അളവുകളും ജിടിഎഫ് പൈപ്പുകളുടെ വ്യാസവും എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും സ്ഥിരമായിരുന്നുവെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്, അതേസമയം ജിടിഎഫിന്റെ സ്റ്റെപ്പ് വലുപ്പങ്ങൾ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.ഈ വിഭാഗം HTF കോയിലുകളുടെ പിച്ച് വലുപ്പത്തിന്റെ പ്രഭാവം വിശകലനം ചെയ്യുന്നു.റിയാക്ടറിന്റെ ഉയരവും പുറം വ്യാസവും യഥാക്രമം 110 മില്ലീമീറ്ററും 156 മില്ലീമീറ്ററും ആയിരുന്നു.ചൂട് ചാലക എണ്ണ പൈപ്പിന്റെ വ്യാസം 6 മില്ലീമീറ്ററായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.സർപ്പിള ട്യൂബുകളും രണ്ട് അർദ്ധ-സിലിണ്ടർ ട്യൂബുകളുമുള്ള MH റിയാക്ടർ സർക്യൂട്ട് ഡയഗ്രാമിലെ വിശദാംശങ്ങൾക്ക് അനുബന്ധ വിഭാഗം കാണുക.
അത്തിപ്പഴത്തിൽ.1a MH സ്പൈറൽ ട്യൂബ് റിയാക്ടറും അതിന്റെ അളവുകളും കാണിക്കുന്നു.എല്ലാ ജ്യാമിതീയ പാരാമീറ്ററുകളും പട്ടികയിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.1. ഹെലിക്സിൻറെ ആകെ വോളിയവും ZG യുടെ വോളിയവും യഥാക്രമം 100 cm3 ഉം 2000 cm3 ഉം ആണ്.ഈ MH റിയാക്ടറിൽ നിന്ന്, HTF രൂപത്തിലുള്ള വായു ഒരു സർപ്പിള ട്യൂബ് വഴി താഴെ നിന്ന് പോറസ് MH റിയാക്ടറിലേക്ക് നൽകുകയും റിയാക്ടറിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്ത് നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.
മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്ടറുകൾക്കായി തിരഞ്ഞെടുത്ത ജ്യാമിതികളുടെ സ്വഭാവം.a) ഒരു സർപ്പിള-ട്യൂബുലാർ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച്, b) ഒരു സെമി-സിലിണ്ടർ ട്യൂബുലാർ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച്.
രണ്ടാം ഭാഗം ഒരു ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറായി ഒരു സെമി-സിലിണ്ടർ ട്യൂബ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനം പരിശോധിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.രണ്ട് അർദ്ധ സിലിണ്ടർ ട്യൂബുകളും അവയുടെ അളവുകളും ഉള്ള MN റിയാക്ടറിനെ 1b കാണിക്കുന്നു.അർദ്ധ സിലിണ്ടർ പൈപ്പുകളുടെ എല്ലാ ജ്യാമിതീയ പാരാമീറ്ററുകളും പട്ടിക 1 പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു, അവ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ഒഴികെ അവ സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു.കേസ് 4 ലെ സെമി-സിലിണ്ടർ ട്യൂബ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത് എച്ച്ടിഎഫ് ട്യൂബിന്റെയും എംഎച്ച് അലോയ്യുടെയും കോയിൽഡ് ട്യൂബിൽ (ഓപ്ഷൻ 3) സ്ഥിരമായ അളവിൽ ഉപയോഗിച്ചാണ് എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.അത്തിപ്പഴത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം.1b, രണ്ട് അർദ്ധ-സിലിണ്ടർ HTF ട്യൂബുകളുടെ അടിയിൽ നിന്ന് വായുവും അവതരിപ്പിച്ചു, കൂടാതെ MH റിയാക്ടറിന്റെ എതിർ ദിശയിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിച്ചു.
ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ പുതിയ രൂപകൽപ്പന കാരണം, ഈ വിഭാഗത്തിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം SCHE-യുമായി സംയോജിച്ച് MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തന പാരാമീറ്ററുകൾക്കായി ഉചിതമായ പ്രാരംഭ മൂല്യങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുക എന്നതാണ്.എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും, റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി എയർ ഒരു ശീതീകരണമായി ഉപയോഗിച്ചു.ചൂട് കൈമാറ്റ എണ്ണകളിൽ, വായുവും വെള്ളവും സാധാരണയായി MH റിയാക്ടറുകൾക്ക് ചൂട് കൈമാറ്റ എണ്ണകളായി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് അവയുടെ കുറഞ്ഞ വിലയും കുറഞ്ഞ പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതവുമാണ്.മഗ്നീഷ്യം അധിഷ്ഠിത അലോയ്കളുടെ ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനില പരിധി കാരണം, ഈ പഠനത്തിൽ വായു ശീതീകരണമായി തിരഞ്ഞെടുത്തു.കൂടാതെ, മറ്റ് ദ്രാവക ലോഹങ്ങളേക്കാളും ഉരുകിയ ലവണങ്ങളേക്കാളും മികച്ച ഒഴുക്ക് സവിശേഷതകളും ഇതിന് ഉണ്ട്41.പട്ടിക 2 573 കെയിൽ വായുവിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ വിഭാഗത്തിലെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തിനായി, MH-SCHE പ്രകടന ഓപ്ഷനുകളുടെ (4 മുതൽ 6 വരെയുള്ള കേസുകളിൽ) മികച്ച കോൺഫിഗറേഷനുകൾ മാത്രമേ പ്രയോഗിക്കൂ.എംഎച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില, ഹൈഡ്രജൻ ലോഡിംഗ് മർദ്ദം, എച്ച്ടിഎഫ് ഇൻലെറ്റ് താപനില, എച്ച്ടിഎഫ് നിരക്ക് മാറ്റുന്നതിലൂടെ കണക്കാക്കിയ റെയ്നോൾഡ് നമ്പർ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ പ്രവർത്തന പാരാമീറ്ററുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഈ വിഭാഗത്തിലെ എസ്റ്റിമേറ്റുകൾ.സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന എല്ലാ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകളും പട്ടിക 3-ൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം, പ്രക്ഷുബ്ധത, ശീതീകരണ താപ കൈമാറ്റം എന്നിവയുടെ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ആവശ്യമായ എല്ലാ നിയന്ത്രണ സമവാക്യങ്ങളും ഈ വിഭാഗം വിവരിക്കുന്നു.
ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പരിഹാരം ലളിതമാക്കുന്നതിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന അനുമാനങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുകയും നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു;
ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജന്റെയും ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെയും തെർമോഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ സ്ഥിരമാണ്.
ഹൈഡ്രജൻ ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതകമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ പ്രാദേശിക താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ 43,44 കണക്കിലെടുക്കുന്നു.
ഇവിടെ \({L}_{gas}\) എന്നത് ടാങ്കിന്റെ ആരവും \({L}_{heat}\) എന്നത് ടാങ്കിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ഉയരവുമാണ്.N 0.0146-ൽ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, ടാങ്കിലെ ഹൈഡ്രജൻ ഒഴുക്ക് കാര്യമായ പിശകില്ലാതെ സിമുലേഷനിൽ അവഗണിക്കാം.നിലവിലെ ഗവേഷണമനുസരിച്ച്, N 0.1 നേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.അതിനാൽ, പ്രഷർ ഗ്രേഡിയന്റ് പ്രഭാവം അവഗണിക്കാം.
എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും റിയാക്ടർ മതിലുകൾ നന്നായി ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.അതിനാൽ, റിയാക്ടറും പരിസ്ഥിതിയും തമ്മിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് 47 ഇല്ല.
Mg-അധിഷ്ഠിത അലോയ്കൾക്ക് നല്ല ഹൈഡ്രജനേഷൻ സവിശേഷതകളും 7.6 wt% 8 വരെ ഉയർന്ന ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ശേഷിയുമുണ്ടെന്ന് എല്ലാവർക്കും അറിയാം.സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ഹൈഡ്രജൻ സ്റ്റോറേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ കാര്യത്തിൽ, ഈ അലോയ്കൾ ഭാരം കുറഞ്ഞ വസ്തുക്കൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.കൂടാതെ, അവയ്ക്ക് മികച്ച താപ പ്രതിരോധവും നല്ല പ്രോസസ്സബിലിറ്റിയും ഉണ്ട്.നിരവധി Mg-അധിഷ്ഠിത അലോയ്കളിൽ, Mg2Ni-അധിഷ്ഠിത MgNi അലോയ് 6 wt% വരെ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണശേഷി ഉള്ളതിനാൽ MH സംഭരണത്തിന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ഓപ്ഷനുകളിലൊന്നാണ്.Mg2Ni അലോയ്കൾ MgH48 അലോയ്‌യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വേഗത്തിലുള്ള അഡ്‌സോർപ്‌ഷനും ഡിസോർപ്ഷൻ ചലനാത്മകതയും നൽകുന്നു.അതിനാൽ, ഈ പഠനത്തിൽ ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡ് മെറ്റീരിയലായി Mg2Ni തിരഞ്ഞെടുത്തു.
ഹൈഡ്രജനും Mg2Ni ഹൈഡ്രൈഡും തമ്മിലുള്ള താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഊർജ്ജ സമവാക്യം 25 ആയി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു:
X എന്നത് ലോഹ പ്രതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഹൈഡ്രജന്റെ അളവാണ്, യൂണിറ്റ് \(ഭാരം\%\), ആഗിരണ സമയത്ത് \(\frac{dX}{dt}\) എന്ന ഗതിവിഗതിയിൽ നിന്ന് കണക്കാക്കുന്നു49:
ഇവിടെ \({C}_{a}\) എന്നത് പ്രതികരണ നിരക്കും \({E}_{a}\) എന്നത് സജീവമാക്കൽ ഊർജ്ജവുമാണ്.\({P}_{a,eq}\) എന്നത് ആഗിരണ പ്രക്രിയയിൽ മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്ടറിനുള്ളിലെ സന്തുലിത മർദ്ദമാണ്, വാൻറ്റ് ഹോഫ് സമവാക്യം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നൽകുന്നു25:
ഇവിടെ \({P}_{ref}\) റഫറൻസ് മർദ്ദം 0.1 MPa ആണ്.\(\Delta H\), \(\Delta S\) എന്നിവ യഥാക്രമം പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ എൻതാൽപ്പിയും എൻട്രോപ്പിയുമാണ്.അലോയ്കൾ Mg2Ni, ഹൈഡ്രജൻ എന്നിവയുടെ ഗുണവിശേഷതകൾ പട്ടികയിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.4. പേരുള്ള പട്ടിക സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗത്തിൽ കാണാം.
ദ്രാവക പ്രവാഹം പ്രക്ഷുബ്ധമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം അതിന്റെ വേഗതയും റെയ്നോൾഡ് നമ്പറും (Re) യഥാക്രമം 78.75 ms-1 ഉം 14000 ഉം ആണ്.ഈ പഠനത്തിൽ, കൈവരിക്കാവുന്ന ഒരു k-ε ടർബുലൻസ് മോഡൽ തിരഞ്ഞെടുത്തു.മറ്റ് k-ε രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഈ രീതി ഉയർന്ന കൃത്യത നൽകുന്നു, കൂടാതെ RNG k-ε50,51 രീതികളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ കണക്കുകൂട്ടൽ സമയം ആവശ്യമാണ്.താപ കൈമാറ്റ ദ്രാവകങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദാംശങ്ങൾക്ക് അനുബന്ധ വിഭാഗം കാണുക.
തുടക്കത്തിൽ, എംഎൻ റിയാക്ടറിലെ താപനില വ്യവസ്ഥ ഏകതാനമായിരുന്നു, ശരാശരി ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത 0.043 ആയിരുന്നു.MH റിയാക്ടറിന്റെ പുറം അതിർത്തി നന്നായി ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.മഗ്നീഷ്യം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അലോയ്കൾക്ക് റിയാക്ടറിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കാനും പുറത്തുവിടാനും ഉയർന്ന പ്രതികരണ പ്രവർത്തന താപനില ആവശ്യമാണ്.Mg2Ni അലോയ് പരമാവധി ആഗിരണത്തിന് 523-603 K താപനിലയും പൂർണ്ണമായ നിർജ്ജലീകരണത്തിന് 573-603 K താപനിലയും ആവശ്യമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, മുത്തുകുമാർ et al.53 നടത്തിയ പരീക്ഷണാത്മക പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിനായി Mg2Ni യുടെ പരമാവധി സംഭരണശേഷി അതിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന 573 K ന്റെ പ്രവർത്തന താപനിലയിൽ കൈവരിക്കാനാകുമെന്നാണ്.അതിനാൽ, ഈ പഠനത്തിൽ MN റിയാക്ടറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയായി 573 K താപനില തിരഞ്ഞെടുത്തു.
മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനും വിശ്വസനീയമായ ഫലങ്ങൾക്കുമായി വ്യത്യസ്ത ഗ്രിഡ് വലുപ്പങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.നാല് വ്യത്യസ്ത മൂലകങ്ങളിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ ശരാശരി താപനില 2 കാണിക്കുന്നു.സമാനമായ ജ്യാമിതി കാരണം ഗ്രിഡ് സ്വാതന്ത്ര്യം പരിശോധിക്കാൻ ഓരോ കോൺഫിഗറേഷന്റെയും ഒരു കേസ് മാത്രമേ തിരഞ്ഞെടുത്തിട്ടുള്ളൂ എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.മറ്റ് കേസുകളിലും ഇതേ മെഷിംഗ് രീതി പ്രയോഗിക്കുന്നു.അതിനാൽ, സർപ്പിള പൈപ്പിനായി ഓപ്ഷൻ 1 ഉം സെമി-സിലിണ്ടർ പൈപ്പിനായി ഓപ്ഷൻ 4 ഉം തിരഞ്ഞെടുക്കുക.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.2a, b യഥാക്രമം 1, 4 ഓപ്ഷനുകൾക്കായി റിയാക്ടറിലെ ശരാശരി താപനില കാണിക്കുന്നു.തിരഞ്ഞെടുത്ത മൂന്ന് ലൊക്കേഷനുകൾ റിയാക്ടറിന്റെ മുകളിലും മധ്യത്തിലും താഴെയുമുള്ള ബെഡ് ടെമ്പറേച്ചർ കോണ്ടറുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ താപനില രൂപരേഖയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ശരാശരി താപനില സ്ഥിരത കൈവരിക്കുകയും 1, 4 കേസുകൾക്ക് യഥാക്രമം 428,891, 430,599 എന്നീ മൂലക സംഖ്യകളിൽ ചെറിയ മാറ്റം കാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.അതിനാൽ, കൂടുതൽ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കായി ഈ ഗ്രിഡ് വലുപ്പങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു.വിവിധ സെൽ വലുപ്പങ്ങൾക്കായുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയ്‌ക്കായുള്ള ശരാശരി കിടക്ക താപനിലയെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദമായ വിവരങ്ങൾ, രണ്ട് കേസുകൾക്കും തുടർച്ചയായി ശുദ്ധീകരിച്ച മെഷുകൾ എന്നിവ സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.
വ്യത്യസ്ത ഗ്രിഡ് നമ്പറുകളുള്ള മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്ടറിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത പോയിന്റുകളിലെ ശരാശരി കിടക്ക താപനില.(എ) കേസ് 1-ന് തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ ശരാശരി താപനിലയും (ബി) കേസ് 4-ന് തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ ശരാശരി താപനിലയും.
ഈ പഠനത്തിലെ Mg-അധിഷ്ഠിത മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്റ്റർ മുത്തുകുമാർ et al.53-ന്റെ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പരീക്ഷിച്ചു.അവരുടെ പഠനത്തിൽ, സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ട്യൂബുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കാൻ അവർ Mg2Ni അലോയ് ഉപയോഗിച്ചു.റിയാക്ടറിനുള്ളിലെ താപ കൈമാറ്റം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ചെമ്പ് ചിറകുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.3a പരീക്ഷണാത്മക പഠനവും ഈ പഠനവും തമ്മിലുള്ള ആഗിരണം പ്രക്രിയ കിടക്കയുടെ ശരാശരി താപനിലയുടെ താരതമ്യം കാണിക്കുന്നു.ഈ പരീക്ഷണത്തിനായി തിരഞ്ഞെടുത്ത പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ ഇവയാണ്: MG പ്രാരംഭ താപനില 573 K, ഇൻലെറ്റ് മർദ്ദം 2 MPa.അത്തിപ്പഴത്തിൽ നിന്ന്.3a ശരാശരി ലെയർ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഈ പരീക്ഷണഫലം ഇപ്പോഴുള്ളതുമായി നല്ല യോജിപ്പിലാണ് എന്ന് വ്യക്തമായി കാണിക്കാൻ കഴിയും.
മോഡൽ സ്ഥിരീകരണം.(a) Mg2Ni മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്ടറിന്റെ കോഡ് വെരിഫിക്കേഷൻ, മുത്തുകുമാർ et al.52 എന്നിവരുടെ പരീക്ഷണാത്മക പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി നിലവിലെ പഠനത്തെ താരതമ്യം ചെയ്തുകൊണ്ട്, കൂടാതെ (b) സർപ്പിള ട്യൂബ് പ്രക്ഷുബ്ധമായ ഒഴുക്ക് മോഡലിന്റെ സ്ഥിരീകരണം കുമാർ മറ്റുള്ളവരുടെ നിലവിലെ പഠനവുമായി താരതമ്യം ചെയ്തുകൊണ്ട് .ഗവേഷണം.54.
പ്രക്ഷുബ്ധ മാതൃക പരിശോധിക്കുന്നതിനായി, തിരഞ്ഞെടുത്ത പ്രക്ഷുബ്ധ മാതൃകയുടെ കൃത്യത സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിന് കുമാർ et al.54-ന്റെ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളുമായി ഈ പഠനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്തു.കുമാർ et al.54 ട്യൂബ്-ഇൻ-പൈപ്പ് സ്പൈറൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിൽ പ്രക്ഷുബ്ധമായ ഒഴുക്ക് പഠിച്ചു.എതിർവശങ്ങളിൽ നിന്ന് കുത്തിവച്ച ചൂടുള്ളതും തണുത്തതുമായ ദ്രാവകമായി വെള്ളം ഉപയോഗിക്കുന്നു.ചൂടുള്ളതും തണുത്തതുമായ ദ്രാവക താപനില യഥാക്രമം 323 K ഉം 300 K ഉം ആണ്.റെയ്നോൾഡ് സംഖ്യകൾ ചൂടുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് 3100 മുതൽ 5700 വരെയും തണുത്ത ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് 21,000 മുതൽ 35,000 വരെയും ആണ്.ചൂടുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് 550-1000, തണുത്ത ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് 3600-6000 എന്നിങ്ങനെയാണ് ഡീൻ നമ്പറുകൾ.അകത്തെ പൈപ്പിന്റെ (ചൂടുള്ള ദ്രാവകത്തിന്), പുറം പൈപ്പിന്റെ (തണുത്ത ദ്രാവകത്തിന്) വ്യാസം യഥാക്രമം 0.0254 മീറ്ററും 0.0508 മീറ്ററുമാണ്.ഹെലിക്കൽ കോയിലിന്റെ വ്യാസവും പിച്ചും യഥാക്രമം 0.762 മീറ്ററും 0.100 മീറ്ററുമാണ്.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.അകത്തെ ട്യൂബിലെ ശീതീകരണത്തിനായുള്ള വിവിധ ജോഡി നസെൽറ്റിന്റെയും ഡീൻ നമ്പറുകളുടെയും പരീക്ഷണാത്മകവും നിലവിലുള്ളതുമായ ഫലങ്ങളുടെ താരതമ്യം 3b കാണിക്കുന്നു.മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത പ്രക്ഷുബ്ധ മാതൃകകൾ നടപ്പിലാക്കുകയും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.3b, കൈവരിക്കാവുന്ന k-ε ടർബുലൻസ് മോഡലിന്റെ ഫലങ്ങൾ പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയുമായി നല്ല യോജിപ്പിലാണ്.അതിനാൽ, ഈ പഠനത്തിൽ ഈ മാതൃക തിരഞ്ഞെടുത്തു.
ANSYS Fluent 2020 R2 ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ പഠനത്തിലെ സംഖ്യാ അനുകരണങ്ങൾ നടത്തിയത്.ഒരു ഉപയോക്തൃ-നിർവചിക്കപ്പെട്ട പ്രവർത്തനം (യുഡിഎഫ്) എഴുതുക, ആഗിരണം പ്രക്രിയയുടെ ചലനാത്മകത കണക്കാക്കാൻ ഊർജ്ജ സമവാക്യത്തിന്റെ ഇൻപുട്ട് ടേം ആയി ഉപയോഗിക്കുക.PRESTO55 സർക്യൂട്ടും PISO56 രീതിയും പ്രഷർ-വേഗത ആശയവിനിമയത്തിനും മർദ്ദം തിരുത്തലിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.വേരിയബിൾ ഗ്രേഡിയന്റിനായി ഗ്രീൻ-ഗാസ് സെൽ ബേസ് തിരഞ്ഞെടുക്കുക.ആക്കം, ഊർജ സമവാക്യങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നത് രണ്ടാം ഓർഡർ അപ്‌വൈൻഡ് രീതിയാണ്.അണ്ടർ-റിലാക്സേഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റുകളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, മർദ്ദം, വേഗത, ഊർജ്ജ ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ യഥാക്രമം 0.5, 0.7, 0.7 എന്നിങ്ങനെ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.ടർബുലൻസ് മോഡലിൽ എച്ച്ടിഎഫിലേക്ക് സ്റ്റാൻഡേർഡ് വാൾ ഫംഗ്ഷനുകൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു.
ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം സമയത്ത് ഒരു കോയിൽഡ് കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറും (HCHE) ഒരു ഹെലിക്കൽ കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറും (SCHE) ഉപയോഗിച്ച് MH റിയാക്ടറിന്റെ മെച്ചപ്പെട്ട ആന്തരിക താപ കൈമാറ്റത്തിന്റെ സംഖ്യാ അനുകരണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ ഈ വിഭാഗം അവതരിപ്പിക്കുന്നു.റിയാക്റ്റർ ബെഡിന്റെ താപനിലയിലും ആഗിരണത്തിന്റെ ദൈർഘ്യത്തിലും എച്ച്ടിഎഫ് പിച്ചിന്റെ സ്വാധീനം വിശകലനം ചെയ്തു.ആഗിരണം പ്രക്രിയയുടെ പ്രധാന പ്രവർത്തന പാരാമീറ്ററുകൾ സംവേദനക്ഷമത വിശകലന വിഭാഗത്തിൽ പഠിക്കുകയും അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഒരു MH റിയാക്ടറിലെ താപ കൈമാറ്റത്തിൽ കോയിൽ സ്പേസിംഗിന്റെ സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കാൻ, വ്യത്യസ്ത പിച്ചുകളുള്ള മൂന്ന് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ അന്വേഷിച്ചു.15 എംഎം, 12.86 എംഎം, 10 എംഎം എന്നീ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത പിച്ചുകൾ യഥാക്രമം ബോഡി 1, ബോഡി 2, ബോഡി 3 എന്നിങ്ങനെയാണ്.പൈപ്പ് വ്യാസം 573 കെ പ്രാരംഭ താപനിലയിൽ 6 മില്ലീമീറ്ററിലും എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും 1.8 MPa ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിലും നിശ്ചയിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന കാര്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.1 മുതൽ 3 വരെയുള്ള കേസുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണ പ്രക്രിയയിൽ MH പാളിയിലെ ശരാശരി ബെഡ് താപനിലയും ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയും 4 കാണിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡും ഹൈഡ്രജനും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ആഗിരണ പ്രക്രിയയ്ക്ക് എക്സോതെർമിക് ആണ്.അതിനാൽ, ഹൈഡ്രജൻ ആദ്യമായി റിയാക്ടറിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്ന പ്രാരംഭ നിമിഷം കാരണം കിടക്കയുടെ താപനില അതിവേഗം ഉയരുന്നു.കിടക്കയിലെ താപനില പരമാവധി മൂല്യത്തിൽ എത്തുന്നതുവരെ വർദ്ധിക്കുകയും പിന്നീട് ശീതീകരണത്തിലൂടെ ചൂട് കൊണ്ടുപോകുന്നതിനാൽ ക്രമേണ കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു, അത് താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ളതും ശീതീകരണമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.4a, മുമ്പത്തെ വിശദീകരണം കാരണം, പാളിയുടെ താപനില അതിവേഗം വർദ്ധിക്കുകയും തുടർച്ചയായി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.ആഗിരണ പ്രക്രിയയ്ക്കുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത സാധാരണയായി MH റിയാക്ടറിന്റെ കിടക്കയിലെ താപനിലയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.ശരാശരി പാളി താപനില ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിലേക്ക് താഴുമ്പോൾ, ലോഹ ഉപരിതലം ഹൈഡ്രജനെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.ഫിസിസോർപ്ഷൻ, കെമിസോർപ്ഷൻ, ഹൈഡ്രജന്റെ വ്യാപനം, റിയാക്ടറിൽ അതിന്റെ ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ രൂപീകരണം എന്നിവയുടെ പ്രക്രിയകളുടെ ത്വരിതപ്പെടുത്തലാണ് ഇതിന് കാരണം.അത്തിപ്പഴത്തിൽ നിന്ന്.4b, കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ ചെറിയ സ്റ്റെപ്പ് മൂല്യം കാരണം ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം നിരക്ക് 3 മറ്റ് കേസുകളേക്കാൾ കുറവാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.ഇത് എച്ച്ടിഎഫ് പൈപ്പുകൾക്ക് ദൈർഘ്യമേറിയ പൈപ്പ് നീളവും വലിയ ചൂട് കൈമാറ്റ ഏരിയയും നൽകുന്നു.ശരാശരി ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത 90% ഉള്ളതിനാൽ, കേസ് 1 ന്റെ ആഗിരണം സമയം 46,276 സെക്കൻഡാണ്.കേസ് 1 ലെ ആഗിരണം സമയവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, 2, 3 കേസുകളിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ദൈർഘ്യം യഥാക്രമം 724 സെക്കൻഡും 1263 സെക്കൻഡും കുറഞ്ഞു.HCHE-MH ലെയറിലെ തിരഞ്ഞെടുത്ത ലൊക്കേഷനുകൾക്കായി സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗം താപനിലയും ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയും അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
ശരാശരി പാളി താപനിലയിലും ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയിലും കോയിലുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ സ്വാധീനം.(എ) ഹെലിക്കൽ കോയിലുകൾക്കുള്ള ശരാശരി ബെഡ് താപനില, (ബി) ഹെലിക്കൽ കോയിലുകൾക്കുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത, (സി) ഹെമി-സിലിണ്ടർ കോയിലുകൾക്കുള്ള ശരാശരി ബെഡ് താപനില, (ഡി) ഹെമി-സിലിണ്ടർ കോയിലുകൾക്ക് ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത.
MG റിയാക്ടറിന്റെ താപ കൈമാറ്റ സവിശേഷതകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, MG (2000 cm3), ഓപ്ഷൻ 3-ന്റെ ഒരു സ്പൈറൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ (100 cm3) എന്നിവയ്‌ക്കായി രണ്ട് HFC-കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു. കേസ് 4 ന് 15 മില്ലീമീറ്ററും, കേസ് 5 ന് 12.86 മില്ലീമീറ്ററും, കേസ് 6 ന് 10 മില്ലീമീറ്ററും.4c,d 573 K ന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയിലും 1.8 MPa ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിലും ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയുടെ ശരാശരി ബെഡ് താപനിലയും സാന്ദ്രതയും കാണിക്കുന്നു.ചിത്രം 4c ലെ ശരാശരി ലെയർ താപനില അനുസരിച്ച്, 6 കേസിലെ കോയിലുകൾ തമ്മിലുള്ള ചെറിയ ദൂരം മറ്റ് രണ്ട് കേസുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താപനില ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.കേസ് 6-ന്, താഴ്ന്ന കിടക്കയിലെ താപനില ഉയർന്ന ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു (ചിത്രം 4d കാണുക).വേരിയന്റ് 4-ന്റെ ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കുന്ന സമയം 19542 സെക്കന്റാണ്, ഇത് HCH ഉപയോഗിക്കുന്ന 1-3 വേരിയന്റുകളേക്കാൾ 2 മടങ്ങ് കുറവാണ്.കൂടാതെ, കേസ് 4 മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, 5, 6 കേസുകളിൽ 378 സെക്കൻഡും 1515 സെക്കൻഡും കുറഞ്ഞ ദൂരത്തിൽ ആഗിരണം സമയം കുറഞ്ഞു.SCHE-MH ലെയറിലെ തിരഞ്ഞെടുത്ത ലൊക്കേഷനുകൾക്കായി സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗം താപനിലയും ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയും അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
രണ്ട് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകളുടെ പ്രകടനം പഠിക്കാൻ, ഈ വിഭാഗം തിരഞ്ഞെടുത്ത മൂന്ന് സ്ഥലങ്ങളിൽ താപനില വളവുകൾ പ്ലോട്ട് ചെയ്യുകയും അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.കേസ് 3-ൽ നിന്ന് HCHE ഉള്ള MH റിയാക്ടർ, 4-ൽ SCHE അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന MH റിയാക്ടറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താൻ തിരഞ്ഞെടുത്തു, കാരണം ഇതിന് സ്ഥിരമായ MH വോളിയവും പൈപ്പ് വോളിയവും ഉണ്ട്.ഈ താരതമ്യത്തിനുള്ള പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ 573 K ന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയും 1.8 MPa ലോഡിംഗ് മർദ്ദവുമാണ്.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.5a, 5b എന്നിവ യഥാക്രമം 3, 4 കേസുകളിൽ താപനില പ്രൊഫൈലുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുത്ത മൂന്ന് സ്ഥാനങ്ങളും കാണിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.20,000 സെക്കന്റ് ഹൈഡ്രജൻ എടുത്തതിന് ശേഷമുള്ള താപനില പ്രൊഫൈലും പാളിയുടെ സാന്ദ്രതയും 5c കാണിക്കുന്നു.ചിത്രം 5c ലെ വരി 1 അനുസരിച്ച്, 3, 4 ഓപ്ഷനുകളിൽ നിന്നുള്ള TTF ന് ചുറ്റുമുള്ള താപനില തണുപ്പിന്റെ സംവഹന താപ കൈമാറ്റം കാരണം കുറയുന്നു.ഇത് ഈ പ്രദേശത്തിന് ചുറ്റും ഹൈഡ്രജന്റെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, രണ്ട് SCHE-കളുടെ ഉപയോഗം ഉയർന്ന പാളി സാന്ദ്രതയിൽ കലാശിക്കുന്നു.4-ൽ HTF മേഖലയ്ക്ക് ചുറ്റും വേഗതയേറിയ ചലനാത്മക പ്രതികരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. കൂടാതെ, ഈ മേഖലയിൽ പരമാവധി 100% സാന്ദ്രതയും കണ്ടെത്തി.റിയാക്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ലൈൻ 2 മുതൽ, കേസ് 4 ന്റെ താപനില റിയാക്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗം ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ സ്ഥലങ്ങളിലും കേസ് 3 ന്റെ താപനിലയേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.HTF-ൽ നിന്ന് അകലെ റിയാക്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്തുള്ള പ്രദേശം ഒഴികെ, കേസ് 4-ന്റെ പരമാവധി ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ഇത് കാരണമാകുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, കേസ് 3 ന്റെ സാന്ദ്രതയിൽ കാര്യമായ മാറ്റമുണ്ടായില്ല.GTS ന്റെ പ്രവേശന കവാടത്തിനടുത്തുള്ള ലൈൻ 3 ൽ പാളിയുടെ താപനിലയിലും സാന്ദ്രതയിലും വലിയ വ്യത്യാസം കണ്ടു.4-ൽ പാളിയുടെ താപനില ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു, ഇത് ഈ പ്രദേശത്തെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം 3-ലെ കോൺസൺട്രേഷൻ ലൈൻ ഇപ്പോഴും ചാഞ്ചാട്ടത്തിലായിരുന്നു.SCHE താപ കൈമാറ്റത്തിന്റെ ത്വരണം മൂലമാണിത്.കേസ് 3-നും കേസ് 4-നും ഇടയിലുള്ള MH ലെയറിന്റെയും HTF പൈപ്പിന്റെയും ശരാശരി താപനിലയുടെ താരതമ്യത്തിന്റെ വിശദാംശങ്ങളും ചർച്ചകളും അനുബന്ധ വിഭാഗത്തിൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.
മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് റിയാക്ടറിൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ താപനില പ്രൊഫൈലും കിടക്കയുടെ സാന്ദ്രതയും.(എ) കേസ് 3-നുള്ള തിരഞ്ഞെടുത്ത ലൊക്കേഷനുകൾ, (ബി) കേസ് 4-നായി തിരഞ്ഞെടുത്ത ലൊക്കേഷനുകൾ, കൂടാതെ (സി) 3, 4 കേസുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ പ്രക്രിയയ്ക്കായി 20,000 സെക്കന്റിനു ശേഷം തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്ഥലങ്ങളിലെ താപനില പ്രൊഫൈലും ലെയർ കോൺസൺട്രേഷനും.
അത്തിപ്പഴത്തിൽ.HCH ഉം SHE യും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ശരാശരി കിടക്ക താപനിലയും (ചിത്രം 6a കാണുക) ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയും (ചിത്രം 6b കാണുക) ചിത്രം 6 കാണിക്കുന്നു.ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് ഏരിയയിലെ വർദ്ധനവ് കാരണം എംജി പാളിയുടെ താപനില ഗണ്യമായി കുറയുന്നതായി ഈ കണക്കിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാം.റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ ചൂട് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ഉയർന്ന ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണ നിരക്കിന് കാരണമാകുന്നു.ഓപ്ഷൻ 3 ആയി HCHE ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ രണ്ട് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകൾക്കും ഒരേ വോള്യമുണ്ടെങ്കിലും, ഓപ്ഷൻ 4 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള SCHE-യുടെ ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ സമയം ഗണ്യമായി 59% കുറഞ്ഞു.കൂടുതൽ വിശദമായ വിശകലനത്തിനായി, രണ്ട് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകൾക്കായുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത ചിത്രം 7-ൽ ഐസോലിനുകളായി കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലും, HTF ഇൻലെറ്റിന് ചുറ്റുമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ താഴെ നിന്ന് ആഗിരണം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നുവെന്ന് ഈ കണക്ക് കാണിക്കുന്നു.എച്ച്ടിഎഫ് മേഖലയിൽ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത കണ്ടെത്തി, അതേസമയം ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം കാരണം എംഎച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു.10,000 സെക്കന്റിനു ശേഷം, 4-ലെ ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത കേസ് 3-നേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. 20,000 സെക്കൻഡുകൾക്ക് ശേഷം, റിയാക്ടറിലെ ശരാശരി ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത 4-ൽ 90% ആയി ഉയർന്നു, കേസ് 3-ലെ 50% ഹൈഡ്രജനുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ. രണ്ട് SCHE-കൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന ഫലപ്രദമായ കൂളിംഗ് കപ്പാസിറ്റിയിലേക്ക്, MH ലെയറിനുള്ളിൽ കുറഞ്ഞ താപനിലയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.തൽഫലമായി, എംജി പാളിക്കുള്ളിൽ കൂടുതൽ സന്തുലിത സമ്മർദ്ദം വീഴുന്നു, ഇത് ഹൈഡ്രജനെ കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.
കേസ് 3, കേസ് 4 എന്നിവ രണ്ട് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ കോൺഫിഗറേഷനുകൾക്കിടയിലുള്ള ശരാശരി ബെഡ് താപനിലയുടെയും ഹൈഡ്രജന്റെ സാന്ദ്രതയുടെയും താരതമ്യം.
ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയ ആരംഭിച്ചതിന് ശേഷം 500, 2000, 5000, 10000, 20000 സെക്കൻഡുകൾക്ക് ശേഷമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയുടെ താരതമ്യം, കേസ് 3, കേസ് 4 എന്നിവയിൽ.
പട്ടിക 5 എല്ലാ കേസുകളിലും ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കുന്നതിന്റെ ദൈർഘ്യം സംഗ്രഹിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ഹൈഡ്രജനെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന സമയവും പട്ടിക കാണിക്കുന്നു, ഇത് ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.കേസ് 1-ന്റെ ആഗിരണം സമയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഈ ശതമാനം കണക്കാക്കുന്നത്. ഈ പട്ടികയിൽ നിന്ന്, HCHE ഉപയോഗിക്കുന്ന MH റിയാക്ടറിന്റെ ആഗിരണം സമയം ഏകദേശം 45,000 മുതൽ 46,000 സെക്കന്റ് വരെയാണ്, കൂടാതെ SCHE ഉൾപ്പെടെയുള്ള ആഗിരണം സമയം ഏകദേശം 18,000 മുതൽ 19,000 സെക്കന്റ് വരെയാണ്.കേസ് 1 മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കേസ് 2, കേസ് 3 എന്നിവയിലെ ആഗിരണം സമയം യഥാക്രമം 1.6%, 2.7% കുറഞ്ഞു.HCHE-ന് പകരം SCHE ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ആഗിരണ സമയം 4-ൽ നിന്ന് കേസ് 6-ലേക്ക് 58%-ൽ നിന്ന് 61% ആയി കുറച്ചു.MH റിയാക്ടറിലേക്ക് SCHE ചേർക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയെയും MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെയും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു എന്നത് വ്യക്തമാണ്.MH റിയാക്ടറിനുള്ളിൽ ഒരു ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ സ്ഥാപിക്കുന്നത് സംഭരണ ശേഷി കുറയ്ക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളെ അപേക്ഷിച്ച് താപ കൈമാറ്റത്തിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതി നൽകുന്നു.കൂടാതെ, പിച്ച് മൂല്യം കുറയുന്നത് SCHE യുടെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കും, അതിന്റെ ഫലമായി MH ന്റെ അളവ് കുറയുന്നു.ഏറ്റവും ഉയർന്ന SCHE വോളിയമുള്ള കേസ് 6 ൽ, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ HCHE വോളിയമുള്ള കേസ് 1 നെ അപേക്ഷിച്ച് MH വോള്യൂമെട്രിക് കപ്പാസിറ്റി 5% കുറഞ്ഞു.കൂടാതെ, ആഗിരണം സമയത്ത്, കേസ് 6 വേഗത്തിലും മികച്ച പ്രകടനവും കാണിക്കുകയും ആഗിരണം സമയം 61% കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്തു.അതിനാൽ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനത്തിൽ കൂടുതൽ അന്വേഷണത്തിനായി കേസ് 6 തിരഞ്ഞെടുത്തു.നീണ്ട ഹൈഡ്രജൻ എടുക്കൽ സമയം ഏകദേശം 2000 cm3 MH വോളിയം അടങ്ങിയ ഒരു സംഭരണ ടാങ്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.
യഥാർത്ഥ സാഹചര്യങ്ങളിൽ MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ അനുകൂലമായോ പ്രതികൂലമായോ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ് പ്രതികരണ സമയത്ത് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ.ഈ പഠനം SCHE-യുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു MH റിയാക്ടറിന് ഉചിതമായ പ്രാരംഭ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സെൻസിറ്റിവിറ്റി വിശകലനം പരിഗണിക്കുന്നു, കൂടാതെ കേസ് 6-ലെ ഒപ്റ്റിമൽ റിയാക്ടർ കോൺഫിഗറേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നാല് പ്രധാന ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഈ വിഭാഗം അന്വേഷിക്കുന്നു. എല്ലാ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് അവസ്ഥകളുടെയും ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ചിത്രം 8.
ഒരു സെമി-സിലിണ്ടർ കോയിൽ ഉപയോഗിച്ച് ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ വിവിധ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയുടെ ഗ്രാഫ്.(എ) ലോഡിംഗ് മർദ്ദം, (ബി) പ്രാരംഭ ബെഡ് താപനില, (സി) കൂളന്റ് റെയ്നോൾഡ്സ് നമ്പർ, (ഡി) കൂളന്റ് ഇൻലെറ്റ് താപനില.
573 K ന്റെ സ്ഥിരമായ പ്രാരംഭ താപനിലയും 14,000 റെയ്നോൾഡ് സംഖ്യയുള്ള കൂളന്റ് ഫ്ലോ റേറ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയും, നാല് വ്യത്യസ്ത ലോഡിംഗ് മർദ്ദങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു: 1.2 MPa, 1.8 MPa, 2.4 MPa, 3.0 MPa.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.8a, കാലക്രമേണ ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയിൽ ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിന്റെയും SCHEയുടെയും പ്രഭാവം കാണിക്കുന്നു.ലോഡിംഗ് മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ആഗിരണം സമയം കുറയുന്നു.1.2 MPa പ്രയോഗിച്ച ഹൈഡ്രജൻ മർദ്ദം ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയുടെ ഏറ്റവും മോശം അവസ്ഥയാണ്, 90% ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം നേടുന്നതിന് ആഗിരണ ദൈർഘ്യം 26,000 സെക്കന്റ് കവിയുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന ലോഡിംഗ് മർദ്ദം 1.8 മുതൽ 3.0 MPa വരെ ആഗിരണം സമയം 32-42% കുറയാൻ കാരണമായി.ഹൈഡ്രജന്റെ ഉയർന്ന പ്രാരംഭ മർദ്ദം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്, ഇത് സന്തുലിത സമ്മർദ്ദവും പ്രയോഗിച്ച മർദ്ദവും തമ്മിലുള്ള വലിയ വ്യത്യാസത്തിന് കാരണമാകുന്നു.അതിനാൽ, ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ഏറ്റെടുക്കൽ ചലനാത്മകതയ്ക്ക് ഒരു വലിയ ചാലകശക്തി സൃഷ്ടിക്കുന്നു.പ്രാരംഭ നിമിഷത്തിൽ, സന്തുലിത സമ്മർദ്ദവും പ്രയോഗിച്ച മർദ്ദവും തമ്മിലുള്ള വലിയ വ്യത്യാസം കാരണം ഹൈഡ്രജൻ വാതകം അതിവേഗം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.3.0 MPa ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിൽ, ആദ്യത്തെ 10 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ 18% ഹൈഡ്രജൻ അതിവേഗം ശേഖരിക്കപ്പെട്ടു.അവസാന ഘട്ടത്തിൽ 90% റിയാക്ടറുകളിലും ഹൈഡ്രജൻ 15460 സെക്കൻഡിൽ സംഭരിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, 1.2 മുതൽ 1.8 MPa വരെയുള്ള ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിൽ, ആഗിരണം സമയം 32% ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു.മറ്റ് ഉയർന്ന മർദ്ദം ആഗിരണം സമയം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിൽ കുറവായിരുന്നു.അതിനാൽ, MH-SCHE റിയാക്ടറിന്റെ ലോഡിംഗ് മർദ്ദം 1.8 MPa ആയിരിക്കണമെന്ന് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗം 15500 സെക്കൻഡിൽ വിവിധ ലോഡിംഗ് മർദ്ദങ്ങൾക്കുള്ള ഹൈഡ്രജൻ കോൺസൺട്രേഷൻ കോണ്ടൂർ കാണിക്കുന്നു.
എംഎച്ച് റിയാക്ടറിന്റെ ഉചിതമായ പ്രാരംഭ താപനില തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ അഡോർപ്ഷൻ പ്രക്രിയയെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ്, കാരണം ഇത് ഹൈഡ്രൈഡ് രൂപീകരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ചാലകശക്തിയെ ബാധിക്കുന്നു.MH റിയാക്ടറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയിൽ SCHE-യുടെ സ്വാധീനം പഠിക്കാൻ, 1.8 MPa ന്റെ സ്ഥിരമായ ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിലും 14,000 HTF റെയ്നോൾഡ് സംഖ്യയിലും നാല് വ്യത്യസ്ത താപനിലകൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.473K, 523K, 573K, 623K എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ പ്രാരംഭ താപനിലകളുടെ താരതമ്യം ചിത്രം 8b കാണിക്കുന്നു.വാസ്തവത്തിൽ, താപനില 230 ° C അല്ലെങ്കിൽ 503K58-ൽ കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോൾ, Mg2Ni അലോയ് ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഫലപ്രദമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്.എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രജൻ കുത്തിവയ്പ്പിന്റെ പ്രാരംഭ നിമിഷത്തിൽ, താപനില അതിവേഗം ഉയരുന്നു.തൽഫലമായി, MG പാളിയുടെ താപനില 523 K കവിയുന്നു. അതിനാൽ, വർദ്ധിച്ച ആഗിരണ നിരക്ക് കാരണം ഹൈഡ്രൈഡുകളുടെ രൂപീകരണം സുഗമമാക്കുന്നു53.അത്തിപ്പഴത്തിൽ നിന്ന്.MB ലെയറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ വേഗത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതായി ചിത്രം 8b-ൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയും.പ്രാരംഭ താപനില കുറയുമ്പോൾ താഴ്ന്ന സന്തുലിത സമ്മർദ്ദം സംഭവിക്കുന്നു.സന്തുലിത മർദ്ദവും പ്രയോഗിച്ച മർദ്ദവും തമ്മിലുള്ള സമ്മർദ്ദ വ്യത്യാസം, ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം പ്രക്രിയ വേഗത്തിലാക്കുന്നു.പ്രാരംഭ താപനില 473 കെയിൽ, ആദ്യത്തെ 18 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ ഹൈഡ്രജൻ 27% വരെ വേഗത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.കൂടാതെ, 623 K ന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താഴ്ന്ന പ്രാരംഭ താപനിലയിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സമയം 11% ൽ നിന്ന് 24% ആയി കുറഞ്ഞു. കേസ് ലോഡിംഗ് മർദ്ദം, എന്നിരുന്നാലും, പ്രാരംഭ താപനില റിയാക്ടറിന്റെ താപനില കുറയുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ശേഷി കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.MN റിയാക്ടറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില കുറഞ്ഞത് 503 K53 ആയിരിക്കണം.കൂടാതെ, 573 K53 എന്ന പ്രാരംഭ താപനിലയിൽ, പരമാവധി ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണശേഷി 3.6 wt% കൈവരിക്കാൻ കഴിയും.ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ശേഷിയും ആഗിരണ ദൈർഘ്യവും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, 523 നും 573 നും ഇടയിലുള്ള താപനില സമയം 6% കുറയ്ക്കുന്നു.അതിനാൽ, MH-SCHE റിയാക്ടറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയായി 573 K താപനില നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ലോഡിംഗ് മർദ്ദവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ആഗിരണം പ്രക്രിയയിൽ പ്രാരംഭ താപനിലയുടെ പ്രഭാവം കുറവാണ്.സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗം 15500 സെക്കൻഡിൽ വിവിധ പ്രാരംഭ താപനിലകൾക്കുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രതയുടെ രൂപരേഖ കാണിക്കുന്നു.
ഹൈഡ്രജനേഷന്റെയും ഡീഹൈഡ്രജനേഷന്റെയും പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളിലൊന്നാണ് ഫ്ലോ റേറ്റ്, കാരണം ഇത് പ്രക്ഷുബ്ധതയെയും താപം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനെയും അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജനേഷൻ, ഡീഹൈഡ്രജനേഷൻ സമയത്ത് ഇൻപുട്ടിനെയും ബാധിക്കും.ഉയർന്ന ഒഴുക്ക് നിരക്ക് പ്രക്ഷുബ്ധമായ ഘട്ടങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും HTF ട്യൂബുകളിലൂടെ വേഗത്തിലുള്ള ദ്രാവക പ്രവാഹത്തിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.ഈ പ്രതികരണം വേഗത്തിലുള്ള താപ കൈമാറ്റത്തിന് കാരണമാകും.10,000, 14,000, 18,000, 22,000 എന്നിവയുടെ റെയ്നോൾഡ് നമ്പറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് HTF-നുള്ള വ്യത്യസ്ത എൻട്രി വേഗതകൾ കണക്കാക്കുന്നത്.MG ലെയറിന്റെ പ്രാരംഭ താപനില 573 K ഉം ലോഡിംഗ് മർദ്ദം 1.8 MPa ഉം ആയി നിശ്ചയിച്ചു.അത്തിപ്പഴത്തിലെ ഫലങ്ങൾ.SCHE-യുമായി ചേർന്ന് ഉയർന്ന റെയ്നോൾഡ് നമ്പർ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉയർന്ന ആപ്‌ടേക്ക് നിരക്കിന് കാരണമാകുമെന്ന് 8c തെളിയിക്കുന്നു.റെയ്നോൾഡ്സിന്റെ എണ്ണം 10,000 ൽ നിന്ന് 22,000 ആയി വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, ആഗിരണം സമയം ഏകദേശം 28-50% കുറയുന്നു.റെയ്നോൾഡ് സംഖ്യയായ 22,000-ൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സമയം 12,505 സെക്കൻഡാണ്, ഇത് വിവിധ പ്രാരംഭ ലോഡിംഗ് താപനിലകളിലും മർദ്ദത്തിലും കുറവാണ്.12500 സെക്കന്റിൽ ജിടിപിക്ക് വേണ്ടിയുള്ള വിവിധ റെയ്നോൾഡ് നമ്പറുകൾക്കുള്ള ഹൈഡ്രജൻ കോൺസൺട്രേഷൻ കോണ്ടൂർ സപ്ലിമെന്ററി വിഭാഗത്തിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.
HTF-ന്റെ പ്രാരംഭ താപനിലയിൽ SCHE-യുടെ പ്രഭാവം വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചിത്രം 8d-ൽ കാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.573 K ന്റെ പ്രാരംഭ MG താപനിലയിലും 1.8 MPa ഹൈഡ്രജൻ ലോഡിംഗ് മർദ്ദത്തിലും, ഈ വിശകലനത്തിനായി നാല് പ്രാരംഭ താപനിലകൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു: 373 K, 473 K, 523 K, 573 K. 8d എന്നിവ ശീതീകരണത്തിന്റെ താപനിലയിലെ കുറവ് കാണിക്കുന്നു. ഇൻലെറ്റിൽ ആഗിരണം സമയം കുറയുന്നു.573 കെ ഇൻലെറ്റ് താപനിലയുള്ള അടിസ്ഥാന കേസുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, യഥാക്രമം 523 കെ, 473 കെ, 373 കെ എന്നിവയുടെ ഇൻലെറ്റ് താപനിലയിൽ ആഗിരണം സമയം ഏകദേശം 20%, 44%, 56% കുറഞ്ഞു.6917 സെക്കന്റിൽ, GTF ന്റെ പ്രാരംഭ താപനില 373 K ആണ്, റിയാക്ടറിലെ ഹൈഡ്രജൻ സാന്ദ്രത 90% ആണ്.എംജി ലെയറും എച്ച്‌സി‌എസും തമ്മിലുള്ള മെച്ചപ്പെട്ട സംവഹന താപ കൈമാറ്റം വഴി ഇത് വിശദീകരിക്കാം.താഴ്ന്ന HTF താപനില താപ വിസർജ്ജനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.എല്ലാ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകളിലും, HTF ഇൻലെറ്റ് താപനില വർദ്ധിപ്പിച്ച് MH-SCHE റിയാക്ടറിന്റെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതാണ് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ രീതി, കാരണം ആഗിരണം പ്രക്രിയയുടെ അവസാന സമയം 7000 സെക്കൻഡിൽ കുറവായിരുന്നു, മറ്റ് രീതികളുടെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ആഗിരണം സമയം കൂടുതലായിരുന്നു. 10000 സെ.7000 സെക്കൻഡിനുള്ള ജിടിപിയുടെ വിവിധ പ്രാരംഭ താപനിലകൾക്കായി ഹൈഡ്രജൻ കോൺസൺട്രേഷൻ കോണ്ടൂർ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
ഈ പഠനം ആദ്യമായി ഒരു പുതിയ സെമി-സിലിണ്ടർ കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഒരു മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് സ്റ്റോറേജ് യൂണിറ്റിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള നിർദ്ദിഷ്ട സംവിധാനത്തിന്റെ കഴിവ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിന്റെ വിവിധ കോൺഫിഗറേഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.ഒരു പുതിയ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ വ്യവസ്ഥകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനായി മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് പാളിയും കൂളന്റും തമ്മിലുള്ള താപ വിനിമയത്തിൽ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പാരാമീറ്ററുകളുടെ സ്വാധീനം അന്വേഷിച്ചു.ഈ പഠനത്തിന്റെ പ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു:
ഒരു അർദ്ധ-സിലിണ്ടർ കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉപയോഗിച്ച്, മഗ്നീഷ്യം ലെയർ റിയാക്ടറിൽ കൂടുതൽ ഏകീകൃത താപ വിതരണം ഉള്ളതിനാൽ താപ കൈമാറ്റ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് മികച്ച ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം നിരക്ക് ഉണ്ടാക്കുന്നു.ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് ട്യൂബിന്റെയും മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡിന്റെയും അളവ് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുകയാണെങ്കിൽ, ഒരു പരമ്പരാഗത കോയിൽഡ് കോയിൽ ഹീറ്റ് എക്‌സ്‌ചേഞ്ചറിനെ അപേക്ഷിച്ച് ആഗിരണം പ്രതികരണ സമയം 59% ഗണ്യമായി കുറയുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജനുവരി-15-2023