CFD-АНАЛИЗ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ ДЛЯ СВЕТОПРОЁМА БЛОКА СОЛНЕЧНОГО ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО РЕАКТОРА

Ahmadov Xushdil  Sanatovich

129

Из-за высокой температуры солнечных термохимических реакторов, вырабатывающих водород, стекло, воспринимающее концентрированный световой поток, деформируется. Поэтому необходимо бутылочное охлаждение, что приводит к модернизации конструкции реактора. Блок светового проема солнечного термохимического реактора имеет металлический корпус и светопроводящее стекло. Металлический корпус выполнен в виде полого цилиндра с двумя отверстиями сбоку для циркуляции воды. По обеим сторонам корпуса расположены светопропускающие окна с герметичными прокладками, закрепленные крышками, снабженными отверстиями для болтового соединения с корпусом. По результатам исследований оптимизирован водный контур охлаждения блока для различных температурных диапазонов радиантного блока солнечного термохимического реактора. Это исследование было смоделировано в COMSOL Multiphysicals. При скорости поступающей воды для охлаждения блока светового проема солнечного термохимического реактора 1 м/с и входном отверстии 4-4,5 мм количество выходящей каждую секунду воды близко к 1 молю, и мы можем снабжать водой двухстадийный термохимический цикл, направляя эту нагретую воду непосредственно в реактор

Name of journalИнновацион технологиялар
Number of edition2024/1(53)
View count 129

Web Address

DOI

Date of creation in the UzSCI system 20-06-2024

Read count 129

Date of publication 15-03-2024

Main LanguageRus

Pages38-44

Tags

солнечная энергия

тепловой поток

солнечный реактор

блок светового проема

термохимический реактор

прозрачное стекло

Русский

Из-за высокой температуры солнечных термохимических реакторов, вырабатывающих водород, стекло, воспринимающее концентрированный световой поток, деформируется. Поэтому необходимо бутылочное охлаждение, что приводит к модернизации конструкции реактора. Блок светового проема солнечного термохимического реактора имеет металлический корпус и светопроводящее стекло. Металлический корпус выполнен в виде полого цилиндра с двумя отверстиями сбоку для циркуляции воды. По обеим сторонам корпуса расположены светопропускающие окна с герметичными прокладками, закрепленные крышками, снабженными отверстиями для болтового соединения с корпусом. По результатам исследований оптимизирован водный контур охлаждения блока для различных температурных диапазонов радиантного блока солнечного термохимического реактора. Это исследование было смоделировано в COMSOL Multiphysicals. При скорости поступающей воды для охлаждения блока светового проема солнечного термохимического реактора 1 м/с и входном отверстии 4-4,5 мм количество выходящей каждую секунду воды близко к 1 молю, и мы можем снабжать водой двухстадийный термохимический цикл, направляя эту нагретую воду непосредственно в реактор

Tags

солнечная энергия

тепловой поток

солнечный реактор

блок светового проема

термохимический реактор

прозрачное стекло

№ Author name position Name of organisation

1 Ahmadov X.S. doktorant (PhD) O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Fizika-texnika instituti

№ Name of reference

1 [1] Steinfeld, A., 2005. Solar thermochemical production of hydrogena review. Sol. Energy78, 603–615.

2 [2] Romero, M., Steinfeld, A., 2012. Concentrating solar thermal power and thermochemical fuels. Energy Environ. Sci. 5, 9234–9245.

3 [3] Graves, C., Ebbesen, S.D., Mogensen, M., Lackner, K.S., 2011. Sustainable hydrocarbon fuels by recycling CO2 and H2O with renewable or nuclear energy. Renew. Sust. Energy Rev. 15, 1– 23.

4 [4] Pedro J. Megía, Arturo J. Vizcaíno, José A. Calles, and Alicia Carrero // Hydrogen Production Technologies: From Fossil Fuels toward Renewable Sources. A Mini Review // Energy Fuels 2021, 35, 16403−16415

5 [5] A.A.Abdurakhmanov, A.Sh.Khodzhaev, M.A.Mamatkosimov, and Zh.Z.Akhadov. Development of Autonomous Solar Hydrogen Power Plant of Capacity to 5 kW. Applied Solar Energy, 2009, Vol. 45, No. 2, pp. 96–98.

6 [6] Tianzeng Ma, Jian Cong, Zheshao Chang, Qiangqiang Zhang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Heat transfer and solar absorption analysis of multiscale CeO2 reduction for rapid H2 production prediction // International Journal of Hydrogen Energy. Volume 47, Issue 51, 16 June 2022, Pages 21681-21689.

7 [7] Jian Cong, Tianzeng Ma, Zheshao Chang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Coupling of the water-splitting mechanism and doping-mixture method to design a novel Cr-perovskite for rapid and efficient solar thermochemical H2 production // Inorg. Chem. Front., 2022,9, 5714-5724.

8 [8] Jasurjon S.Akhatov , Khushdil S.Akhmadov. Extraction of hydrogen from water using CeO2 in a solar reactor using a concentrated flux of solar radiation. Applied Solar Energy, 2022, Vol. 58, No. 6, pp. 889–894.

9 [9] E. Koepf, I.Alxneit, C.Wieckert, A.Meier. A review of high temperature solar driven reactor technology: 25 years of experience in research and development at the Paul Scherrer Institute. Applied Energy 188 (2017) 620–651.

10 [10] Robert C.Pullar, Rui M.Novais, Ana P.F.Caetano, Maria Alexandra Barreiros, Stéphane Abanades and Fernando A.Costa Oliveira. A Review of Solar Thermochemical CO2 Splitting Using Ceria-Based Ceramics with Designed Morphologies and Microstructures. Front. Chem., 04 September 2019. Sec. Chemical and Process Engineering Volume 7 – 2019. doi.org/10.3389/fchem.2019.00601.

11 [11] Tatsuya Kodama, Niigata (JP); Koji Matsubara, Niigata (JP); Nobuyuki Gokon, Niigata (JP). Concentrated solar heat receiver, reactor and heater. Patent US010260014B2 Apr. 16, 2019.

12 [12] Selvan Bellan, Tatsuya Kodama, Hyun Seok CHo, and Jin-Soo Kim. Hydrogen production by solar fluidized bed reactor using ceria: Euler-Lagrange modelling of gas-solid flow to optimize the internally circulating fluidized bed. Journal of Thermal Science and Technology, Vol.17, No.2 (2022).

13 [13] Jian Cong, Tianzeng Ma, Zheshao Chang, Qiangqiang Zhang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Neural network and experimental thermodynamics study of YCrO3-δ for efficient solar thermochemical hydrogen production // Renewable Energy. Volume 213, September 2023, Pages 1-10.

14 [14] Akhatov J.S., Samiyev K.A., Khalimov A.S., Akhmadov Kh.S., Rashidov K.Y., Lighttransmitting block of a solar-thermochemical reactor. № FAP 02072, 2022.

Waiting

№	Name of reference
1	[1] Steinfeld, A., 2005. Solar thermochemical production of hydrogena review. Sol. Energy78, 603–615.
2	[2] Romero, M., Steinfeld, A., 2012. Concentrating solar thermal power and thermochemical fuels. Energy Environ. Sci. 5, 9234–9245.
3	[3] Graves, C., Ebbesen, S.D., Mogensen, M., Lackner, K.S., 2011. Sustainable hydrocarbon fuels by recycling CO2 and H2O with renewable or nuclear energy. Renew. Sust. Energy Rev. 15, 1– 23.
4	[4] Pedro J. Megía, Arturo J. Vizcaíno, José A. Calles, and Alicia Carrero // Hydrogen Production Technologies: From Fossil Fuels toward Renewable Sources. A Mini Review // Energy Fuels 2021, 35, 16403−16415
5	[5] A.A.Abdurakhmanov, A.Sh.Khodzhaev, M.A.Mamatkosimov, and Zh.Z.Akhadov. Development of Autonomous Solar Hydrogen Power Plant of Capacity to 5 kW. Applied Solar Energy, 2009, Vol. 45, No. 2, pp. 96–98.
6	[6] Tianzeng Ma, Jian Cong, Zheshao Chang, Qiangqiang Zhang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Heat transfer and solar absorption analysis of multiscale CeO2 reduction for rapid H2 production prediction // International Journal of Hydrogen Energy. Volume 47, Issue 51, 16 June 2022, Pages 21681-21689.
7	[7] Jian Cong, Tianzeng Ma, Zheshao Chang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Coupling of the water-splitting mechanism and doping-mixture method to design a novel Cr-perovskite for rapid and efficient solar thermochemical H2 production // Inorg. Chem. Front., 2022,9, 5714-5724.
8	[8] Jasurjon S.Akhatov , Khushdil S.Akhmadov. Extraction of hydrogen from water using CeO2 in a solar reactor using a concentrated flux of solar radiation. Applied Solar Energy, 2022, Vol. 58, No. 6, pp. 889–894.
9	[9] E. Koepf, I.Alxneit, C.Wieckert, A.Meier. A review of high temperature solar driven reactor technology: 25 years of experience in research and development at the Paul Scherrer Institute. Applied Energy 188 (2017) 620–651.
10	[10] Robert C.Pullar, Rui M.Novais, Ana P.F.Caetano, Maria Alexandra Barreiros, Stéphane Abanades and Fernando A.Costa Oliveira. A Review of Solar Thermochemical CO2 Splitting Using Ceria-Based Ceramics with Designed Morphologies and Microstructures. Front. Chem., 04 September 2019. Sec. Chemical and Process Engineering Volume 7 – 2019. doi.org/10.3389/fchem.2019.00601.
11	[11] Tatsuya Kodama, Niigata (JP); Koji Matsubara, Niigata (JP); Nobuyuki Gokon, Niigata (JP). Concentrated solar heat receiver, reactor and heater. Patent US010260014B2 Apr. 16, 2019.
12	[12] Selvan Bellan, Tatsuya Kodama, Hyun Seok CHo, and Jin-Soo Kim. Hydrogen production by solar fluidized bed reactor using ceria: Euler-Lagrange modelling of gas-solid flow to optimize the internally circulating fluidized bed. Journal of Thermal Science and Technology, Vol.17, No.2 (2022).
13	[13] Jian Cong, Tianzeng Ma, Zheshao Chang, Qiangqiang Zhang, Jasurjon S. Akhatov, Mingkai Fu, Xin Li // Neural network and experimental thermodynamics study of YCrO3-δ for efficient solar thermochemical hydrogen production // Renewable Energy. Volume 213, September 2023, Pages 1-10.
14	[14] Akhatov J.S., Samiyev K.A., Khalimov A.S., Akhmadov Kh.S., Rashidov K.Y., Lighttransmitting block of a solar-thermochemical reactor. № FAP 02072, 2022.