Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளின் கொணர்வியைக் காட்டுகிறது.ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்துவதற்கு முந்தைய மற்றும் அடுத்த பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒரு நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்த முடிவில் உள்ள ஸ்லைடர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
உலோக ஹைட்ரைடுகள் (MH) அவற்றின் பெரிய ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன், குறைந்த இயக்க அழுத்தம் மற்றும் உயர் பாதுகாப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக ஹைட்ரஜன் சேமிப்பிற்கு மிகவும் பொருத்தமான பொருள் குழுக்களில் ஒன்றாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன.இருப்பினும், அவற்றின் மந்தமான ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் இயக்கவியல் சேமிப்பக செயல்திறனை வெகுவாகக் குறைக்கிறது.MH சேமிப்பகத்திலிருந்து வேகமான வெப்பத்தை அகற்றுவது அதன் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் விகிதத்தை அதிகரிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, இதன் விளைவாக சேமிப்பக செயல்திறன் மேம்படும்.இது சம்பந்தமாக, இந்த ஆய்வு MH சேமிப்பு அமைப்பின் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் விகிதத்தை சாதகமாக பாதிக்கும் வகையில் வெப்ப பரிமாற்ற பண்புகளை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டது.புதிய அரை-உருளை சுருள் முதலில் உருவாக்கப்பட்டு ஹைட்ரஜன் சேமிப்பிற்காக உகந்ததாக்கப்பட்டது மற்றும் உள் காற்று-வெப்பப் பரிமாற்றியாக (HTF) இணைக்கப்பட்டது.வெவ்வேறு சுருதி அளவுகளின் அடிப்படையில், புதிய வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவின் விளைவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு வழக்கமான ஹெலிகல் சுருள் வடிவவியலுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது.கூடுதலாக, MG மற்றும் GTP இன் சேமிப்பகத்தின் இயக்க அளவுருக்கள் உகந்த மதிப்புகளைப் பெற எண்ணியல் ரீதியாக ஆய்வு செய்யப்பட்டன.எண் உருவகப்படுத்துதலுக்கு, ANSYS Fluent 2020 R2 பயன்படுத்தப்படுகிறது.இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், அரை உருளை சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியை (SCHE) பயன்படுத்துவதன் மூலம் MH சேமிப்பு தொட்டியின் செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.வழக்கமான சுழல் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதலின் காலம் 59% குறைக்கப்படுகிறது.SCHE சுருள்களுக்கு இடையே உள்ள மிகச்சிறிய தூரம் உறிஞ்சும் நேரத்தில் 61% குறைப்பை ஏற்படுத்தியது.SHE ஐப் பயன்படுத்தி MG சேமிப்பகத்தின் இயக்க அளவுருக்களைப் பொறுத்தவரை, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அனைத்து அளவுருக்களும் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும், குறிப்பாக HTS இன் நுழைவாயிலில் வெப்பநிலை.
புதைபடிவ எரிபொருட்களின் அடிப்படையிலான ஆற்றலில் இருந்து புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலுக்கு உலகளாவிய மாற்றம் உள்ளது.புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் பல வடிவங்கள் ஆற்றல்மிக்க முறையில் ஆற்றலை வழங்குவதால், சுமையை சமநிலைப்படுத்த ஆற்றல் சேமிப்பு அவசியம்.ஹைட்ரஜன் அடிப்படையிலான ஆற்றல் சேமிப்பு இந்த நோக்கத்திற்காக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, குறிப்பாக ஹைட்ரஜனை அதன் பண்புகள் மற்றும் பெயர்வுத்திறன் காரணமாக "பச்சை" மாற்று எரிபொருளாகவும் ஆற்றல் கேரியராகவும் பயன்படுத்தலாம்.கூடுதலாக, புதைபடிவ எரிபொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஹைட்ரஜன் ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு அதிக ஆற்றல் உள்ளடக்கத்தை வழங்குகிறது2.ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் சேமிப்பில் நான்கு முக்கிய வகைகள் உள்ளன: சுருக்கப்பட்ட வாயு சேமிப்பு, நிலத்தடி சேமிப்பு, திரவ சேமிப்பு மற்றும் திட சேமிப்பு.அழுத்தப்பட்ட ஹைட்ரஜன் என்பது பேருந்துகள் மற்றும் ஃபோர்க்லிஃப்ட் போன்ற எரிபொருள் செல் வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய வகையாகும்.இருப்பினும், இந்த சேமிப்பகம் ஹைட்ரஜனின் குறைந்த மொத்த அடர்த்தியை வழங்குகிறது (தோராயமாக 0.089 கிலோ/மீ3) மற்றும் அதிக இயக்க அழுத்தம்3 தொடர்பான பாதுகாப்பு சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளது.குறைந்த சுற்றுப்புற வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் மாற்றும் செயல்முறையின் அடிப்படையில், திரவ சேமிப்பு ஹைட்ரஜனை திரவ வடிவில் சேமிக்கும்.இருப்பினும், திரவமாக்கும் போது, சுமார் 40% ஆற்றல் இழக்கப்படுகிறது.கூடுதலாக, இந்த தொழில்நுட்பம் திட நிலை சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றல் மற்றும் உழைப்பு மிகுந்ததாக அறியப்படுகிறது4.திட சேமிப்பு என்பது ஹைட்ரஜன் பொருளாதாரத்திற்கு ஒரு சாத்தியமான விருப்பமாகும், இது ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சுவதன் மூலம் திடப் பொருட்களில் இணைத்து ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சுவதன் மூலம் ஹைட்ரஜனை வெளியிடுகிறது.மெட்டல் ஹைட்ரைடு (MH), ஒரு திடப் பொருள் சேமிப்பு தொழில்நுட்பம், எரிபொருள் செல் பயன்பாடுகளில் அதன் உயர் ஹைட்ரஜன் திறன், குறைந்த இயக்க அழுத்தம் மற்றும் திரவ சேமிப்புடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த விலை ஆகியவற்றின் காரணமாக சமீபத்திய ஆர்வமாக உள்ளது, மேலும் இது நிலையான மற்றும் மொபைல் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. கூடுதலாக, எம்ஹெச் பொருட்கள் பெரிய திறன் கொண்ட திறமையான சேமிப்பு போன்ற பாதுகாப்பு பண்புகளையும் வழங்குகின்றன.இருப்பினும், MG இன் உற்பத்தித்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒரு சிக்கல் உள்ளது: MG உலையின் குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் ஹைட்ரஜனை மெதுவாக உறிஞ்சி உறிஞ்சுவதற்கு வழிவகுக்கிறது.
எக்ஸோதெர்மிக் மற்றும் எண்டோடெர்மிக் எதிர்வினைகளின் போது சரியான வெப்ப பரிமாற்றம் MH உலைகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான திறவுகோலாகும்.ஹைட்ரஜன் ஏற்றுதல் செயல்முறைக்கு, அதிகபட்ச சேமிப்புத் திறனுடன் விரும்பிய விகிதத்தில் ஹைட்ரஜன் ஏற்றுதல் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த, அணுஉலையிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட வெப்பம் அகற்றப்பட வேண்டும்.அதற்கு பதிலாக, வெளியேற்றத்தின் போது ஹைட்ரஜன் பரிணாமத்தின் விகிதத்தை அதிகரிக்க வெப்பம் தேவைப்படுகிறது.வெப்பம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக, பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயக்க அளவுருக்கள், MG அமைப்பு மற்றும் MG11 தேர்வுமுறை போன்ற பல காரணிகளின் அடிப்படையில் வடிவமைப்பு மற்றும் தேர்வுமுறையை ஆய்வு செய்துள்ளனர்.MG அடுக்குகள் 12,13 இல் நுரை உலோகங்கள் போன்ற உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் பொருட்களை சேர்ப்பதன் மூலம் MG தேர்வுமுறையை செய்யலாம்.இதனால், பயனுள்ள வெப்ப கடத்துத்திறனை 0.1 இலிருந்து 2 W/mK10 ஆக அதிகரிக்கலாம்.இருப்பினும், திடப்பொருட்களைச் சேர்ப்பது MN உலையின் சக்தியைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.இயக்க அளவுருக்களைப் பொறுத்தவரை, MG லேயர் மற்றும் குளிரூட்டியின் (HTF) ஆரம்ப இயக்க நிலைமைகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் மேம்பாடுகளை அடைய முடியும்.உலையின் வடிவவியல் மற்றும் வெப்பப் பரிமாற்றியின் வடிவமைப்பு காரணமாக எம்ஜியின் கட்டமைப்பை மேம்படுத்தலாம்.MH உலை வெப்பப் பரிமாற்றியின் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தவரை, முறைகளை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.இவை MO அடுக்கில் கட்டப்பட்ட உள் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் மற்றும் துடுப்புகள், குளிரூட்டும் ஜாக்கெட்டுகள் மற்றும் நீர் குளியல் போன்ற MO அடுக்கை உள்ளடக்கிய வெளிப்புற வெப்பப் பரிமாற்றிகள்.வெளிப்புற வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பொறுத்தவரை, கப்லான்16 MH உலையின் செயல்பாட்டை பகுப்பாய்வு செய்தது, உலைக்குள் வெப்பநிலையைக் குறைக்க குளிர்ந்த நீரை ஜாக்கெட்டாகப் பயன்படுத்தியது.முடிவுகள் 22 சுற்று துடுப்பு உலை மற்றும் இயற்கை வெப்பச்சலனத்தால் குளிர்விக்கப்பட்ட மற்றொரு உலையுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.குளிரூட்டும் ஜாக்கெட்டின் இருப்பு MH இன் வெப்பநிலையை கணிசமாகக் குறைக்கிறது, இதனால் உறிஞ்சுதல் விகிதம் அதிகரிக்கிறது.பாட்டீல் மற்றும் கோபால் 17 ஆகியோரால் நீர்-ஜாக்கெட்டப்பட்ட MH உலை பற்றிய எண்ணியல் ஆய்வுகள் ஹைட்ரஜன் விநியோக அழுத்தம் மற்றும் HTF வெப்பநிலை ஆகியவை ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதைவின் விகிதத்தை பாதிக்கும் முக்கிய அளவுருக்கள் என்பதைக் காட்டுகிறது.
MH இல் கட்டமைக்கப்பட்ட துடுப்புகள் மற்றும் வெப்பப் பரிமாற்றிகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வெப்பப் பரிமாற்றப் பகுதியை அதிகரிப்பது வெப்பம் மற்றும் வெகுஜனப் பரிமாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு முக்கியமாகும், எனவே MH18 இன் சேமிப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.MH19,20,21,22,23,24,25,26 அணுஉலையில் குளிரூட்டியை சுழற்றுவதற்காக பல உள் வெப்பப் பரிமாற்றி கட்டமைப்புகள் (நேராக குழாய் மற்றும் சுழல் சுருள்) வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.உட்புற வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தி, குளிரூட்டும் அல்லது வெப்பமூட்டும் திரவமானது ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டின் போது MH உலைக்குள் உள்ளூர் வெப்பத்தை மாற்றும்.ராஜு மற்றும் குமார் [27] MG இன் செயல்திறனை மேம்படுத்த பல நேரான குழாய்களை வெப்பப் பரிமாற்றிகளாகப் பயன்படுத்தினர்.நேரான குழாய்களை வெப்பப் பரிமாற்றிகளாகப் பயன்படுத்தும்போது உறிஞ்சுதல் நேரம் குறைக்கப்பட்டதாக அவற்றின் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.கூடுதலாக, நேரான குழாய்களின் பயன்பாடு ஹைட்ரஜன் சிதைவு நேரத்தை குறைக்கிறது28.அதிக குளிரூட்டி ஓட்ட விகிதங்கள் ஹைட்ரஜன் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் விகிதத்தை அதிகரிக்கின்றன29.இருப்பினும், குளிரூட்டும் குழாய்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பது குளிரூட்டி ஓட்ட விகிதத்தை விட MH செயல்திறனில் சாதகமான விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது30,31.ராஜு மற்றும் பலர்.32 LaMi4.7Al0.3 ஐ ஒரு MH பொருளாகப் பயன்படுத்தி உலைகளில் மல்டிடியூப் வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் செயல்திறனை ஆய்வு செய்தார்.இயக்க அளவுருக்கள் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையில் குறிப்பிடத்தக்க விளைவைக் கொண்டிருப்பதாக அவர்கள் தெரிவித்தனர், குறிப்பாக ஊட்ட அழுத்தம் மற்றும் பின்னர் HTF இன் ஓட்ட விகிதம்.இருப்பினும், உறிஞ்சுதல் வெப்பநிலை குறைவாக முக்கியமானதாக மாறியது.
MH அணுஉலையின் செயல்திறன், நேரான குழாய்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதன் மேம்பட்ட வெப்பப் பரிமாற்றத்தின் காரணமாக சுழல் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மேலும் மேம்படுத்தப்படுகிறது.ஏனென்றால், இரண்டாம் நிலை சுழற்சியானது அணு உலையிலிருந்து வெப்பத்தை சிறப்பாக அகற்ற முடியும்25.கூடுதலாக, சுழல் குழாய்கள் MH அடுக்கிலிருந்து குளிரூட்டிக்கு வெப்ப பரிமாற்றத்திற்கான ஒரு பெரிய பரப்பளவை வழங்குகின்றன.இந்த முறை அணுஉலைக்குள் அறிமுகப்படுத்தப்படும்போது, வெப்பப் பரிமாற்றக் குழாய்களின் விநியோகமும் மிகவும் சீரானது33.வாங் மற்றும் பலர்.34 ஒரு MH உலைக்கு ஒரு ஹெலிகல் காயில் சேர்ப்பதன் மூலம் ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் காலத்தின் விளைவை ஆய்வு செய்தது.குளிரூட்டியின் வெப்ப பரிமாற்ற குணகம் அதிகரிக்கும் போது, உறிஞ்சும் நேரம் குறைகிறது என்பதை அவற்றின் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.வூ மற்றும் பலர்.25 Mg2Ni அடிப்படையிலான MH உலைகள் மற்றும் சுருள் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் செயல்திறனை ஆய்வு செய்தது.அவர்களின் எண்ணியல் ஆய்வுகள் எதிர்வினை நேரத்தைக் குறைத்துள்ளன.MN அணுஉலையில் உள்ள வெப்பப் பரிமாற்ற பொறிமுறையின் முன்னேற்றம், திருகு சுருதிக்கு ஸ்க்ரூ பிட்ச் மற்றும் பரிமாணமற்ற ஸ்க்ரூ பிட்ச் ஆகியவற்றின் சிறிய விகிதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது.Mellouli et al.21 இன் உள் வெப்பப் பரிமாற்றியாக சுருள் சுருளைப் பயன்படுத்தி ஒரு சோதனை ஆய்வு HTF தொடக்க வெப்பநிலை ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதைவு நேரத்தை மேம்படுத்துவதில் குறிப்பிடத்தக்க விளைவைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.பல்வேறு உள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் சேர்க்கைகள் பல ஆய்வுகளில் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன.ஈசாபூர் மற்றும் பலர்.35 ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையை மேம்படுத்த ஒரு மைய ரிட்டர்ன் குழாயுடன் சுழல் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜன் சேமிப்பிடம் ஆய்வு செய்யப்பட்டது.சுழல் குழாய் மற்றும் மத்திய திரும்பும் குழாய் ஆகியவை குளிரூட்டிக்கும் MG க்கும் இடையிலான வெப்ப பரிமாற்றத்தை கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன என்பதை அவற்றின் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.சுழல் குழாயின் சிறிய சுருதி மற்றும் பெரிய விட்டம் வெப்பம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்ற வீதத்தை அதிகரிக்கிறது.Ardahaie மற்றும் பலர்.36 அணு உலைக்குள் வெப்பப் பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்த தட்டையான சுழல் குழாய்களை வெப்பப் பரிமாற்றிகளாகப் பயன்படுத்தியது.தட்டையான சுழல் குழாய் விமானங்களின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பதன் மூலம் உறிஞ்சுதல் காலம் குறைக்கப்பட்டது என்று அவர்கள் தெரிவித்தனர்.பல்வேறு உள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் சேர்க்கைகள் பல ஆய்வுகளில் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன.தாவ் மற்றும் பலர்.37 சுருள் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றி மற்றும் துடுப்புகளைப் பயன்படுத்தி MH இன் செயல்திறனை மேம்படுத்தியது.துடுப்புகள் இல்லாத வழக்கை ஒப்பிடும்போது இந்த முறை ஹைட்ரஜன் நிரப்பும் நேரத்தை 2 மடங்கு குறைக்கிறது என்பதை அவற்றின் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.வளைய துடுப்புகள் குளிரூட்டும் குழாய்களுடன் இணைக்கப்பட்டு MN அணுஉலையில் கட்டமைக்கப்படுகின்றன.இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், துடுப்புகள் இல்லாத MH உலையுடன் ஒப்பிடும்போது, இந்த ஒருங்கிணைந்த முறை அதிக சீரான வெப்பப் பரிமாற்றத்தை வழங்குகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.இருப்பினும், வெவ்வேறு வெப்பப் பரிமாற்றிகளை இணைப்பது MH உலையின் எடை மற்றும் அளவை எதிர்மறையாக பாதிக்கும்.வூ மற்றும் பலர்.18 வெவ்வேறு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகளை ஒப்பிட்டனர்.நேரான குழாய்கள், துடுப்புகள் மற்றும் சுழல் சுருள்கள் ஆகியவை இதில் அடங்கும்.சுழல் சுருள்கள் வெப்பம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்றத்தில் சிறந்த மேம்பாடுகளை வழங்குவதாக ஆசிரியர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.கூடுதலாக, நேரான குழாய்கள், சுருள் குழாய்கள் மற்றும் சுருள் குழாய்களுடன் இணைந்த நேரான குழாய்களுடன் ஒப்பிடுகையில், இரட்டை சுருள்கள் வெப்ப பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்துவதில் சிறந்த விளைவைக் கொண்டுள்ளன.சேகர் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட ஆய்வு.சுழல் சுருளை உள் வெப்பப் பரிமாற்றி மற்றும் துடுப்பு கொண்ட வெளிப்புற குளிரூட்டும் ஜாக்கெட் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதலில் இதேபோன்ற முன்னேற்றம் அடையப்பட்டது என்று 40 காட்டுகிறது.
மேலே குறிப்பிட்டுள்ள எடுத்துக்காட்டுகளில், உள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளாக சுழல் சுருள்களைப் பயன்படுத்துவது மற்ற வெப்பப் பரிமாற்றிகளைக் காட்டிலும் சிறந்த வெப்பம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்ற மேம்பாடுகளை வழங்குகிறது, குறிப்பாக நேரான குழாய்கள் மற்றும் துடுப்புகள்.எனவே, இந்த ஆய்வின் நோக்கம் வெப்ப பரிமாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்த சுழல் சுருளை மேலும் மேம்படுத்துவதாகும்.முதல் முறையாக, வழக்கமான MH சேமிப்பு ஹெலிகல் காயில் அடிப்படையில் ஒரு புதிய அரை உருளை சுருள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.இந்த ஆய்வு MH படுக்கை மற்றும் HTF குழாய்களின் நிலையான அளவு மூலம் வழங்கப்படும் சிறந்த வெப்ப பரிமாற்ற மண்டல அமைப்பைக் கொண்ட புதிய வெப்பப் பரிமாற்றி வடிவமைப்பைக் கருத்தில் கொண்டு ஹைட்ரஜன் சேமிப்பக செயல்திறனை மேம்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.இந்த புதிய வெப்பப் பரிமாற்றியின் சேமிப்பு செயல்திறன் பின்னர் வெவ்வேறு சுருள் சுருதிகளின் அடிப்படையில் வழக்கமான சுழல் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டது.தற்போதுள்ள இலக்கியங்களின்படி, இயக்க நிலைமைகள் மற்றும் சுருள்களின் இடைவெளி ஆகியவை MH உலைகளின் செயல்திறனை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளாகும்.இந்த புதிய வெப்பப் பரிமாற்றியின் வடிவமைப்பை மேம்படுத்த, ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் நேரம் மற்றும் MH அளவு ஆகியவற்றில் சுருள் இடைவெளியின் தாக்கம் ஆராயப்பட்டது.கூடுதலாக, புதிய அரை-உருளை சுருள்கள் மற்றும் இயக்க நிலைமைகளுக்கு இடையிலான உறவைப் புரிந்துகொள்வதற்காக, இந்த ஆய்வின் இரண்டாம் இலக்கானது வெவ்வேறு இயக்க அளவுரு வரம்புகளுக்கு ஏற்ப உலையின் பண்புகளை ஆய்வு செய்து ஒவ்வொரு இயக்கத்திற்கும் பொருத்தமான மதிப்புகளைத் தீர்மானிப்பதாகும். முறை.அளவுரு.
இந்த ஆய்வில் ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனத்தின் செயல்திறன் இரண்டு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகள் (1 முதல் 3 வழக்குகளில் சுழல் குழாய்கள் மற்றும் 4 முதல் 6 வழக்குகளில் அரை உருளை குழாய்கள் உட்பட) மற்றும் இயக்க அளவுருக்களின் உணர்திறன் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஆராயப்படுகிறது.வெப்பப் பரிமாற்றியாக சுழல் குழாயைப் பயன்படுத்தி முதன்முறையாக MH அணுஉலையின் இயக்கத்திறன் சோதிக்கப்பட்டது.குளிரூட்டும் எண்ணெய் குழாய் மற்றும் MH உலை கப்பல் இரண்டும் துருப்பிடிக்காத எஃகு மூலம் செய்யப்படுகின்றன.MG உலையின் பரிமாணங்கள் மற்றும் GTF குழாய்களின் விட்டம் எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும் நிலையானதாக இருந்தது, அதே நேரத்தில் GTF இன் படி அளவுகள் மாறுபடும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.இந்த பிரிவு HTF சுருள்களின் சுருதி அளவின் விளைவை பகுப்பாய்வு செய்கிறது.அணுஉலையின் உயரம் மற்றும் வெளிப்புற விட்டம் முறையே 110 மிமீ மற்றும் 156 மிமீ ஆகும்.வெப்ப-கடத்தும் எண்ணெய் குழாயின் விட்டம் 6 மிமீ அமைக்கப்பட்டுள்ளது.சுழல் குழாய்கள் மற்றும் இரண்டு அரை உருளை குழாய்கள் கொண்ட MH உலை சுற்று வரைபடத்தின் விவரங்களுக்கு துணைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்.
அத்திப்பழத்தில்.1a MH சுழல் குழாய் உலை மற்றும் அதன் பரிமாணங்களைக் காட்டுகிறது.அனைத்து வடிவியல் அளவுருக்கள் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.1. ஹெலிக்ஸின் மொத்த அளவும் ZG இன் அளவும் முறையே தோராயமாக 100 cm3 மற்றும் 2000 cm3 ஆகும்.இந்த MH அணுஉலையில் இருந்து, HTF வடிவில் காற்று நுண்துளை MH அணுஉலைக்கு கீழே இருந்து ஒரு சுழல் குழாய் வழியாக செலுத்தப்பட்டது, மேலும் அணு உலையின் மேல் மேற்பரப்பில் இருந்து ஹைட்ரஜன் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.
உலோக ஹைட்ரைடு உலைகளுக்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வடிவவியலின் சிறப்பியல்பு.a) சுழல்-குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றியுடன், b) அரை உருளை குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றியுடன்.
இரண்டாம் பகுதியானது வெப்பப் பரிமாற்றியாக அரை உருளைக் குழாயின் அடிப்படையில் MH உலையின் செயல்பாட்டை ஆராய்கிறது.அத்திப்பழத்தில்.1b இரண்டு அரை உருளைக் குழாய்கள் மற்றும் அவற்றின் பரிமாணங்களைக் கொண்ட MN உலையைக் காட்டுகிறது.அட்டவணை 1 அரை உருளைக் குழாய்களின் அனைத்து வடிவியல் அளவுருக்களையும் பட்டியலிடுகிறது, அவை அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தைத் தவிர நிலையானதாக இருக்கும்.வழக்கு 4 இல் உள்ள அரை-உருளைக் குழாய், சுருட்டப்பட்ட குழாயில் நிலையான அளவு HTF குழாய் மற்றும் MH கலவையுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும் (விருப்பம் 3).அத்திப்பழத்தைப் பொறுத்தவரை.1b இல், இரண்டு அரை-உருளை HTF குழாய்களின் அடிப்பகுதியில் இருந்து காற்று அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் MH உலையின் எதிர் திசையில் இருந்து ஹைட்ரஜன் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.
வெப்பப் பரிமாற்றியின் புதிய வடிவமைப்பு காரணமாக, இந்த பிரிவின் நோக்கம் SCHE உடன் இணைந்து MH அணு உலையின் இயக்க அளவுருக்களுக்கு பொருத்தமான ஆரம்ப மதிப்புகளை தீர்மானிப்பதாகும்.எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும், உலையில் இருந்து வெப்பத்தை அகற்ற காற்று குளிரூட்டியாக பயன்படுத்தப்பட்டது.வெப்ப பரிமாற்ற எண்ணெய்களில், காற்று மற்றும் நீர் பொதுவாக MH உலைகளுக்கு வெப்ப பரிமாற்ற எண்ணெய்களாக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் குறைந்த செலவு மற்றும் குறைந்த சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்.மெக்னீசியம் அடிப்படையிலான உலோகக் கலவைகளின் உயர் இயக்க வெப்பநிலை வரம்பு காரணமாக, இந்த ஆய்வில் குளிரூட்டியாக காற்று தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.கூடுதலாக, இது மற்ற திரவ உலோகங்கள் மற்றும் உருகிய உப்புகளை விட சிறந்த ஓட்ட பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது41.அட்டவணை 2 காற்றின் பண்புகளை 573 K இல் பட்டியலிடுகிறது. இந்த பிரிவில் உள்ள உணர்திறன் பகுப்பாய்விற்கு, MH-SCHE செயல்திறன் விருப்பங்களின் சிறந்த உள்ளமைவுகள் (4 முதல் 6 வரையிலான நிகழ்வுகளில்) மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இந்தப் பிரிவில் உள்ள மதிப்பீடுகள் MH உலையின் ஆரம்ப வெப்பநிலை, ஹைட்ரஜன் ஏற்றுதல் அழுத்தம், HTF இன்லெட் வெப்பநிலை மற்றும் HTF விகிதத்தை மாற்றுவதன் மூலம் கணக்கிடப்படும் ரெனால்ட்ஸ் எண் உள்ளிட்ட பல்வேறு இயக்க அளவுருக்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவை.அட்டவணை 3 உணர்திறன் பகுப்பாய்விற்குப் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து இயக்க அளவுருக்களையும் கொண்டுள்ளது.
ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல், கொந்தளிப்பு மற்றும் குளிரூட்டிகளின் வெப்ப பரிமாற்ற செயல்முறைக்கு தேவையான அனைத்து கட்டுப்பாட்டு சமன்பாடுகளையும் இந்த பிரிவு விவரிக்கிறது.
ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் எதிர்வினையின் தீர்வை எளிதாக்க, பின்வரும் அனுமானங்கள் செய்யப்பட்டு வழங்கப்படுகின்றன;
உறிஞ்சும் போது, ஹைட்ரஜன் மற்றும் உலோக ஹைட்ரைடுகளின் தெர்மோபிசிக்கல் பண்புகள் நிலையானதாக இருக்கும்.
ஹைட்ரஜன் ஒரு சிறந்த வாயுவாகக் கருதப்படுகிறது, எனவே உள்ளூர் வெப்ப சமநிலை நிலைமைகள் 43,44 கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன.
இங்கு \({L}_{வாயு}\) என்பது தொட்டியின் ஆரம், மற்றும் \({L}_{வெப்பம்}\) என்பது தொட்டியின் அச்சு உயரம்.N 0.0146 க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, தொட்டியில் ஹைட்ரஜன் ஓட்டம் குறிப்பிடத்தக்க பிழை இல்லாமல் உருவகப்படுத்துதலில் புறக்கணிக்கப்படலாம்.தற்போதைய ஆராய்ச்சியின் படி, N 0.1 ஐ விட மிகக் குறைவு.எனவே, அழுத்தம் சாய்வு விளைவு புறக்கணிக்கப்படலாம்.
அணுஉலை சுவர்கள் எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும் நன்கு காப்பிடப்பட்டிருந்தன.எனவே, அணு உலைக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் இடையே வெப்பப் பரிமாற்றம் 47 இல்லை.
Mg-அடிப்படையிலான உலோகக்கலவைகள் நல்ல ஹைட்ரஜனேற்ற பண்புகள் மற்றும் 7.6 wt%8 வரை அதிக ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன் கொண்டவை என்பது அனைவரும் அறிந்ததே.திட நிலை ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு பயன்பாடுகளின் அடிப்படையில், இந்த உலோகக்கலவைகள் இலகுரக பொருட்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.கூடுதலாக, அவை சிறந்த வெப்ப எதிர்ப்பையும், நல்ல செயலாக்கத்திறனையும் கொண்டுள்ளன.பல Mg-அடிப்படையிலான உலோகக்கலவைகளில், Mg2Ni-அடிப்படையிலான MgNi அலாய் அதன் ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன் 6 wt% வரை இருப்பதால் MH சேமிப்பகத்திற்கு மிகவும் பொருத்தமான விருப்பங்களில் ஒன்றாகும்.Mg2Ni உலோகக்கலவைகள் MgH48 கலவையுடன் ஒப்பிடும்போது வேகமாக உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதைவு இயக்கவியலை வழங்குகின்றன.எனவே, இந்த ஆய்வில் Mg2Ni உலோக ஹைட்ரைடு பொருளாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.
ஹைட்ரஜன் மற்றும் Mg2Ni ஹைட்ரைடுக்கு இடையிலான வெப்ப சமநிலையின் அடிப்படையில் ஆற்றல் சமன்பாடு 25 ஆக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:
X என்பது உலோக மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்படும் ஹைட்ரஜனின் அளவு, அலகு \(எடை\%\), உறிஞ்சும் போது இயக்கவியல் சமன்பாடு \(\frac{dX}{dt}\) இருந்து கணக்கிடப்படுகிறது49:
இதில் \({C}_{a}\) என்பது எதிர்வினை வீதம் மற்றும் \({E}_{a}\) என்பது செயல்படுத்தும் ஆற்றல் ஆகும்.\({P}_{a,eq}\) என்பது உறிஞ்சும் செயல்பாட்டின் போது உலோக ஹைட்ரைடு உலைக்குள் இருக்கும் சமநிலை அழுத்தமாகும், இது van't Hoff சமன்பாட்டின் கீழ் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது25:
\({P}_{ref}\) என்பது 0.1 MPa இன் குறிப்பு அழுத்தம்.\(\Delta H\) மற்றும் \(\Delta S\) ஆகியவை முறையே வினையின் என்டல்பி மற்றும் என்ட்ரோபி ஆகும்.உலோகக் கலவைகள் Mg2Ni மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகியவற்றின் பண்புகள் அட்டவணையில் வழங்கப்பட்டுள்ளன.4. பெயரிடப்பட்ட பட்டியலை துணைப் பிரிவில் காணலாம்.
திரவ ஓட்டம் கொந்தளிப்பாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் வேகம் மற்றும் ரெனால்ட்ஸ் எண் (Re) முறையே 78.75 ms-1 மற்றும் 14000 ஆகும்.இந்த ஆய்வில், அடையக்கூடிய k-ε கொந்தளிப்பு மாதிரி தேர்வு செய்யப்பட்டது.இந்த முறை மற்ற k-ε முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக துல்லியத்தை வழங்குகிறது, மேலும் RNG k-ε50,51 முறைகளைக் காட்டிலும் குறைவான கணக்கீட்டு நேரம் தேவைப்படுகிறது.வெப்ப பரிமாற்ற திரவங்களுக்கான அடிப்படை சமன்பாடுகள் பற்றிய விவரங்களுக்கு துணைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்.
ஆரம்பத்தில், MN அணு உலையில் வெப்பநிலை ஆட்சி சீராக இருந்தது, சராசரி ஹைட்ரஜன் செறிவு 0.043 ஆக இருந்தது.MH அணுஉலையின் வெளிப்புற எல்லை நன்கு காப்பிடப்பட்டுள்ளது என்று கருதப்படுகிறது.மக்னீசியம் அடிப்படையிலான உலோகக்கலவைகள் பொதுவாக அணுஉலையில் ஹைட்ரஜனைச் சேமித்து வெளியிடுவதற்கு அதிக எதிர்வினை இயக்க வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது.Mg2Ni அலாய்க்கு அதிகபட்ச உறிஞ்சுதலுக்கு 523–603 K வெப்பநிலை வரம்பும், முழுமையான உறிஞ்சுதலுக்கு 573–603 K வெப்பநிலை வரம்பும் தேவைப்படுகிறது.இருப்பினும், முத்துக்குமார் மற்றும் பலர் மேற்கொண்ட சோதனை ஆய்வுகள், ஹைட்ரஜன் சேமிப்பிற்கான Mg2Ni இன் அதிகபட்ச சேமிப்புத் திறனை 573 K இயக்க வெப்பநிலையில் அடையலாம், இது அதன் தத்துவார்த்த திறனுடன் ஒத்துப்போகிறது.எனவே, இந்த ஆய்வில் MN உலையின் ஆரம்ப வெப்பநிலையாக 573 K வெப்பநிலை தேர்வு செய்யப்பட்டது.
சரிபார்ப்பு மற்றும் நம்பகமான முடிவுகளுக்கு வெவ்வேறு கட்ட அளவுகளை உருவாக்கவும்.அத்திப்பழத்தில்.நான்கு வெவ்வேறு தனிமங்களிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் சராசரி வெப்பநிலையை 2 காட்டுகிறது.ஒத்த வடிவவியலின் காரணமாக கட்டம் சுதந்திரத்தை சோதிக்க ஒவ்வொரு உள்ளமைவின் ஒரு வழக்கு மட்டுமே தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.அதே மெஷிங் முறை மற்ற நிகழ்வுகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.எனவே, சுழல் குழாய்க்கான விருப்பம் 1 ஐயும், அரை உருளைக் குழாய்க்கான விருப்பம் 4 ஐயும் தேர்ந்தெடுக்கவும்.அத்திப்பழத்தில்.2a, b ஆனது, முறையே 1 மற்றும் 4 விருப்பங்களுக்கான அணுஉலையின் சராசரி வெப்பநிலையைக் காட்டுகிறது.தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூன்று இடங்கள் அணு உலையின் மேல், நடு மற்றும் கீழே உள்ள படுக்கை வெப்பநிலை வரையறைகளைக் குறிக்கின்றன.தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் வெப்பநிலை வரையறைகளின் அடிப்படையில், சராசரி வெப்பநிலை நிலையானதாகி, 1 மற்றும் 4 வழக்குகளுக்கு முறையே 428,891 மற்றும் 430,599 உறுப்பு எண்களில் சிறிய மாற்றத்தைக் காட்டுகிறது.எனவே, இந்த கட்ட அளவுகள் மேலும் கணக்கீட்டு கணக்கீடுகளுக்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.பல்வேறு செல் அளவுகளுக்கான ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கான சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை மற்றும் இரண்டு நிகழ்வுகளுக்கும் அடுத்தடுத்து சுத்திகரிக்கப்பட்ட மெஷ்கள் பற்றிய விரிவான தகவல்கள் துணைப் பிரிவில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.
வெவ்வேறு கட்ட எண்களைக் கொண்ட உலோக ஹைட்ரைடு அணு உலையில் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட புள்ளிகளில் சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை.(அ) வழக்கு 1 க்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் சராசரி வெப்பநிலை மற்றும் (ஆ) வழக்கு 4 க்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் சராசரி வெப்பநிலை.
இந்த ஆய்வில் Mg-அடிப்படையிலான உலோக ஹைட்ரைடு உலை முத்துக்குமார் மற்றும் பலர் சோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில் சோதிக்கப்பட்டது.53.அவர்களின் ஆய்வில், அவர்கள் துருப்பிடிக்காத எஃகு குழாய்களில் ஹைட்ரஜனை சேமிக்க Mg2Ni கலவையைப் பயன்படுத்தினர்.உலைக்குள் வெப்பப் பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்த செப்புத் துடுப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.அத்திப்பழத்தில்.3a சோதனை ஆய்வுக்கும் இந்த ஆய்வுக்கும் இடையே உறிஞ்சுதல் செயல்முறை படுக்கையின் சராசரி வெப்பநிலையின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது.இந்த பரிசோதனைக்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இயக்க நிலைமைகள்: MG ஆரம்ப வெப்பநிலை 573 K மற்றும் நுழைவு அழுத்தம் 2 MPa.அத்திப்பழத்திலிருந்து.3a சராசரி அடுக்கு வெப்பநிலையைப் பொறுத்தவரை இந்த சோதனை முடிவு தற்போதுள்ளவற்றுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் இருப்பதை தெளிவாகக் காட்டலாம்.
மாதிரி சரிபார்ப்பு.(a) Mg2Ni மெட்டல் ஹைட்ரைடு அணு உலையின் குறியீடு சரிபார்ப்பு, தற்போதைய ஆய்வை முத்துக்குமார் மற்றும் பலர் செய்த சோதனைப் பணிகளுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம். .ஆராய்ச்சி.54.
கொந்தளிப்பு மாதிரியைச் சோதிக்க, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கொந்தளிப்பு மாதிரியின் சரியான தன்மையை உறுதிப்படுத்த, இந்த ஆய்வின் முடிவுகள் குமார் மற்றும் பலர்.54 இன் சோதனை முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.குமார் மற்றும் பலர்.54 குழாய்-இன்-குழாய் சுழல் வெப்பப் பரிமாற்றியில் கொந்தளிப்பான ஓட்டத்தை ஆய்வு செய்தனர்.எதிர் பக்கங்களில் இருந்து உட்செலுத்தப்படும் சூடான மற்றும் குளிர் திரவமாக தண்ணீர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.சூடான மற்றும் குளிர்ந்த திரவ வெப்பநிலை முறையே 323 K மற்றும் 300 K ஆகும்.ரெனால்ட்ஸ் எண்கள் சூடான திரவங்களுக்கு 3100 முதல் 5700 வரை மற்றும் குளிர் திரவங்களுக்கு 21,000 முதல் 35,000 வரை இருக்கும்.டீன் எண்கள் சூடான திரவங்களுக்கு 550-1000 மற்றும் குளிர் திரவங்களுக்கு 3600-6000.உள் குழாயின் விட்டம் (சூடான திரவத்திற்கு) மற்றும் வெளிப்புற குழாய் (குளிர் திரவத்திற்கு) முறையே 0.0254 மீ மற்றும் 0.0508 மீ.ஹெலிகல் காயிலின் விட்டம் மற்றும் சுருதி முறையே 0.762 மீ மற்றும் 0.100 மீ.அத்திப்பழத்தில்.உள் குழாயில் உள்ள குளிரூட்டிக்கான பல்வேறு ஜோடி நசெல்ட் மற்றும் டீன் எண்களுக்கான சோதனை மற்றும் தற்போதைய முடிவுகளின் ஒப்பீட்டை 3b காட்டுகிறது.மூன்று வெவ்வேறு கொந்தளிப்பு மாதிரிகள் செயல்படுத்தப்பட்டு சோதனை முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி.3b, அடையக்கூடிய k-ε கொந்தளிப்பு மாதிரியின் முடிவுகள் சோதனை தரவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன.எனவே, இந்த மாதிரி இந்த ஆய்வில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.
இந்த ஆய்வில் எண்ணியல் உருவகப்படுத்துதல்கள் ANSYS Fluent 2020 R2 ஐப் பயன்படுத்தி நிகழ்த்தப்பட்டன.ஒரு பயனர்-வரையறுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டை (யுடிஎஃப்) எழுதி, உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் இயக்கவியலைக் கணக்கிட ஆற்றல் சமன்பாட்டின் உள்ளீட்டு காலமாக அதைப் பயன்படுத்தவும்.PRESTO55 சுற்று மற்றும் PISO56 முறை ஆகியவை அழுத்தம்-வேகத் தொடர்பு மற்றும் அழுத்தம் திருத்தம் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன.மாறி சாய்வுக்கான கிரீன்-காஸ் செல் தளத்தைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.உந்தம் மற்றும் ஆற்றல் சமன்பாடுகள் இரண்டாம் வரிசை மேல்காற்று முறை மூலம் தீர்க்கப்படுகின்றன.குறைந்த தளர்வு குணகங்களைப் பொறுத்தவரை, அழுத்தம், வேகம் மற்றும் ஆற்றல் கூறுகள் முறையே 0.5, 0.7 மற்றும் 0.7 ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளன.நிலையான சுவர் செயல்பாடுகள் கொந்தளிப்பு மாதிரியில் HTF க்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதலின் போது சுருள் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றி (HCHE) மற்றும் ஹெலிகல் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றி (SCHE) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி MH உலையின் மேம்படுத்தப்பட்ட உள் வெப்பப் பரிமாற்றத்தின் எண்ணியல் உருவகப்படுத்துதல்களின் முடிவுகளை இந்தப் பிரிவு வழங்குகிறது.உலை படுக்கையின் வெப்பநிலை மற்றும் உறிஞ்சும் காலத்தின் மீது HTF சுருதியின் விளைவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் முக்கிய இயக்க அளவுருக்கள் உணர்திறன் பகுப்பாய்வு பிரிவில் ஆய்வு செய்யப்பட்டு வழங்கப்படுகின்றன.
MH அணுஉலையில் வெப்பப் பரிமாற்றத்தில் சுருள் இடைவெளியின் விளைவை ஆராய, வெவ்வேறு சுருதிகளைக் கொண்ட மூன்று வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகள் ஆராயப்பட்டன.15 மிமீ, 12.86 மிமீ மற்றும் 10 மிமீ ஆகிய மூன்று வெவ்வேறு பிட்சுகள் முறையே பாடி 1, பாடி 2 மற்றும் பாடி 3 என நியமிக்கப்பட்டுள்ளன.573 K இன் ஆரம்ப வெப்பநிலையில் குழாய் விட்டம் 6 மிமீ மற்றும் அனைத்து நிகழ்வுகளிலும் 1.8 MPa ஏற்றுதல் அழுத்தத்தில் சரி செய்யப்பட்டது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.அத்திப்பழத்தில்.4 ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டின் போது MH அடுக்கில் உள்ள சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு ஆகியவற்றை 1 முதல் 3 வரை காட்டுகிறது. பொதுவாக, உலோக ஹைட்ரைடு மற்றும் ஹைட்ரஜனுக்கு இடையேயான எதிர்வினை உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கு வெப்பமாக இருக்கும்.எனவே, ஹைட்ரஜன் முதன்முதலில் உலைக்குள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட ஆரம்ப தருணத்தின் காரணமாக படுக்கையின் வெப்பநிலை வேகமாக உயர்கிறது.படுக்கையின் வெப்பநிலை அதிகபட்ச மதிப்பை அடையும் வரை அதிகரிக்கிறது, பின்னர் குளிரூட்டியால் வெப்பத்தை எடுத்துச் செல்லும்போது படிப்படியாக குறைகிறது, இது குறைந்த வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் குளிரூட்டியாக செயல்படுகிறது.படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி.4a, முந்தைய விளக்கத்தின் காரணமாக, அடுக்கின் வெப்பநிலை வேகமாக அதிகரிக்கிறது மற்றும் தொடர்ந்து குறைகிறது.உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவு பொதுவாக MH உலையின் படுக்கை வெப்பநிலையை அடிப்படையாகக் கொண்டது.சராசரி அடுக்கு வெப்பநிலை ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு குறையும் போது, உலோக மேற்பரப்பு ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சுகிறது.இது பிசிசார்ப்ஷன், கெமிஸார்ப்ஷன், ஹைட்ரஜனின் பரவல் மற்றும் உலையில் அதன் ஹைட்ரைடுகளின் உருவாக்கம் ஆகியவற்றின் முடுக்கம் காரணமாகும்.அத்திப்பழத்திலிருந்து.4b சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியின் சிறிய படி மதிப்பு காரணமாக ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 3 இல் மற்ற நிகழ்வுகளை விட குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம்.இது நீண்ட ஒட்டுமொத்த குழாய் நீளம் மற்றும் HTF குழாய்களுக்கு ஒரு பெரிய வெப்ப பரிமாற்ற பகுதியை விளைவிக்கிறது.சராசரி ஹைட்ரஜன் செறிவு 90% உடன், வழக்கு 1 இன் உறிஞ்சுதல் நேரம் 46,276 வினாடிகள் ஆகும்.வழக்கு 1 இல் உறிஞ்சும் காலத்துடன் ஒப்பிடும்போது, 2 மற்றும் 3 வழக்குகளில் உறிஞ்சும் காலம் முறையே 724 வி மற்றும் 1263 வினாடிகளால் குறைக்கப்பட்டது.HCHE-MH லேயரில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களுக்கான வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு வரையறைகளை துணைப் பிரிவு வழங்குகிறது.
சராசரி அடுக்கு வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு ஆகியவற்றில் சுருள்களுக்கு இடையிலான தூரத்தின் தாக்கம்.(அ) ஹெலிகல் சுருள்களுக்கான சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை, (ஆ) ஹெலிகல் சுருள்களுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவு, (இ) அரை-உருளை சுருள்களுக்கான சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை, மற்றும் (ஈ) அரை உருளை சுருள்களுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவு.
MG உலையின் வெப்பப் பரிமாற்ற பண்புகளை மேம்படுத்த, இரண்டு HFCகள் MG (2000 cm3) மற்றும் விருப்பம் 3 இன் ஒரு சுழல் வெப்பப் பரிமாற்றி (100 cm3) இன் நிலையான தொகுதிக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. வழக்கு 4 க்கு 15 மிமீ சுருள்கள், வழக்கு 5 க்கு 12.86 மிமீ மற்றும் வழக்கு 6 க்கு 10 மிமீ. படம்.4c,d 573 K இன் ஆரம்ப வெப்பநிலை மற்றும் 1.8 MPa ஏற்றுதல் அழுத்தத்தில் சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் செறிவு ஆகியவற்றைக் காட்டுகிறது.படம் 4c இல் உள்ள சராசரி அடுக்கு வெப்பநிலையின் படி, 6 இல் உள்ள சுருள்களுக்கு இடையிலான சிறிய தூரம் மற்ற இரண்டு நிகழ்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்பநிலையை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.வழக்கு 6 க்கு, குறைந்த படுக்கை வெப்பநிலை அதிக ஹைட்ரஜன் செறிவை ஏற்படுத்துகிறது (படம் 4d ஐப் பார்க்கவும்).மாறுபாடு 4 க்கான ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் நேரம் 19542 s ஆகும், இது HCH ஐப் பயன்படுத்தும் மாறுபாடுகள் 1-3 ஐ விட 2 மடங்கு குறைவாகும்.கூடுதலாக, வழக்கு 4 உடன் ஒப்பிடும்போது, உறிஞ்சும் நேரம் 378 வினாடிகள் மற்றும் 5 மற்றும் 6 வழக்குகளில் 1515 வினாடிகள் குறைந்த தூரத்தில் குறைக்கப்பட்டது.துணைப் பிரிவு SCHE-MH லேயரில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களுக்கான வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு வரையறைகளை வழங்குகிறது.
இரண்டு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகளின் செயல்திறனைப் படிக்க, இந்தப் பிரிவு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூன்று இடங்களில் வெப்பநிலை வளைவுகளைத் திட்டமிடுகிறது மற்றும் வழங்குகிறது.வழக்கு 3 இல் இருந்து HCHE உடன் MH உலை 4 இல் SCHE ஐக் கொண்ட MH உலையுடன் ஒப்பிடுவதற்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் அது நிலையான MH அளவு மற்றும் குழாய் அளவு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.இந்த ஒப்பீட்டிற்கான இயக்க நிலைமைகள் ஆரம்ப வெப்பநிலை 573 K மற்றும் ஏற்றுதல் அழுத்தம் 1.8 MPa ஆகும்.அத்திப்பழத்தில்.5a மற்றும் 5b ஆகியவை முறையே 3 மற்றும் 4 வழக்குகளில் வெப்பநிலை சுயவிவரங்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூன்று நிலைகளையும் காட்டுகின்றன.அத்திப்பழத்தில்.5c ஆனது 20,000 வினாடிகள் ஹைட்ரஜன் எடுத்துக்கொண்ட பிறகு வெப்பநிலை சுயவிவரத்தையும் அடுக்கு செறிவையும் காட்டுகிறது.படம் 5c இல் வரி 1 இன் படி, 3 மற்றும் 4 விருப்பங்களில் இருந்து TTF ஐச் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை குளிரூட்டியின் வெப்பச்சலன வெப்ப பரிமாற்றத்தின் காரணமாக குறைகிறது.இதனால் இந்தப் பகுதியைச் சுற்றி ஹைட்ரஜனின் அதிக செறிவு ஏற்படுகிறது.இருப்பினும், இரண்டு SCHEகளின் பயன்பாடு அதிக அடுக்கு செறிவை ஏற்படுத்துகிறது.HTF பகுதியைச் சுற்றிலும் வேகமான இயக்க எதிர்வினைகள் 4 வழக்கில் காணப்பட்டன. கூடுதலாக, இந்தப் பகுதியில் அதிகபட்சமாக 100% செறிவு காணப்பட்டது.அணுஉலையின் நடுவில் அமைந்துள்ள வரி 2 இலிருந்து, அணுஉலையின் மையத்தைத் தவிர மற்ற எல்லா இடங்களிலும் வழக்கு 3 இன் வெப்பநிலையை விட வழக்கு 4 இன் வெப்பநிலை கணிசமாகக் குறைவாக உள்ளது.இது HTF இலிருந்து விலகி அணுஉலையின் மையத்திற்கு அருகிலுள்ள பகுதியைத் தவிர, வழக்கு 4 க்கு அதிகபட்ச ஹைட்ரஜன் செறிவை ஏற்படுத்துகிறது.இருப்பினும், வழக்கு 3 இன் செறிவு பெரிதாக மாறவில்லை.GTS இன் நுழைவாயிலுக்கு அருகில் உள்ள வரி 3 இல் அடுக்கின் வெப்பநிலை மற்றும் செறிவு ஆகியவற்றில் ஒரு பெரிய வேறுபாடு காணப்பட்டது.வழக்கு 4 இல் அடுக்கின் வெப்பநிலை கணிசமாகக் குறைந்துள்ளது, இதன் விளைவாக இந்த பகுதியில் அதிக ஹைட்ரஜன் செறிவு ஏற்படுகிறது, அதே நேரத்தில் வழக்கு 3 இல் உள்ள செறிவுக் கோடு இன்னும் ஏற்ற இறக்கத்துடன் உள்ளது.இது SCHE வெப்ப பரிமாற்றத்தின் முடுக்கம் காரணமாகும்.வழக்கு 3 மற்றும் வழக்கு 4 க்கு இடையில் MH அடுக்கு மற்றும் HTF குழாயின் சராசரி வெப்பநிலையின் ஒப்பீடு பற்றிய விவரங்கள் மற்றும் விவாதம் துணைப் பிரிவில் வழங்கப்பட்டுள்ளன.
உலோக ஹைட்ரைடு அணு உலையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் வெப்பநிலை விவரம் மற்றும் படுக்கை செறிவு.(அ) வழக்கு 3 க்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்கள், (ஆ) வழக்கு 4 க்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்கள், மற்றும் (இ) 3 மற்றும் 4 வழக்குகளில் ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் செயல்முறைக்கு 20,000 வினாடிகளுக்குப் பிறகு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் வெப்பநிலை சுயவிவரம் மற்றும் அடுக்கு செறிவு.
அத்திப்பழத்தில்.HCH மற்றும் SHE இன் உறிஞ்சுதலுக்கான சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை (படம் 6a ஐப் பார்க்கவும்) மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு (படம் 6b ஐப் பார்க்கவும்) ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டை படம் 6 காட்டுகிறது.வெப்பப் பரிமாற்றப் பகுதியின் அதிகரிப்பு காரணமாக MG அடுக்கின் வெப்பநிலை கணிசமாகக் குறைகிறது என்பதை இந்த எண்ணிக்கையிலிருந்து காணலாம்.அணுஉலையில் இருந்து அதிக வெப்பத்தை அகற்றுவது அதிக ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் விகிதத்தில் விளைகிறது.இரண்டு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகளும் HCHEஐ விருப்பம் 3 ஆகப் பயன்படுத்துவதை விட ஒரே அளவுகளைக் கொண்டிருந்தாலும், விருப்பம் 4ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட SCHE இன் ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் நேரம் கணிசமாக 59% குறைக்கப்பட்டது.இன்னும் விரிவான பகுப்பாய்விற்கு, இரண்டு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகளுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவுகள் படம் 7 இல் ஐசோலைன்களாகக் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த இரண்டு நிகழ்வுகளிலும், HTF நுழைவாயிலைச் சுற்றி ஹைட்ரஜன் கீழே இருந்து உறிஞ்சப்படுவதை இந்த எண்ணிக்கை காட்டுகிறது.HTF பகுதியில் அதிக செறிவுகள் காணப்பட்டன, அதே சமயம் MH அணு உலையின் மையத்தில் வெப்பப் பரிமாற்றியிலிருந்து தூரம் இருப்பதால் குறைந்த செறிவுகள் காணப்பட்டன.10,000 வினாடிகளுக்குப் பிறகு, கேஸ் 4ல் உள்ள ஹைட்ரஜன் செறிவு, கேஸ் 3ஐ விட கணிசமாக அதிகமாகும். 20,000 வினாடிகளுக்குப் பிறகு, 3 இல் 50% ஹைட்ரஜனுடன் ஒப்பிடும்போது, 4ல் சராசரி ஹைட்ரஜன் செறிவு 90% ஆக உயர்ந்துள்ளது. இது காரணமாக இருக்கலாம். இரண்டு SCHEகளை இணைப்பதன் மூலம் அதிக பயனுள்ள குளிரூட்டும் திறனுக்கு, MH அடுக்குக்குள் குறைந்த வெப்பநிலை ஏற்படுகிறது.இதன் விளைவாக, எம்ஜி அடுக்குக்குள் அதிக சமநிலை அழுத்தம் விழுகிறது, இது ஹைட்ரஜனை விரைவாக உறிஞ்சுவதற்கு வழிவகுக்கிறது.
வழக்கு 3 மற்றும் வழக்கு 4 இரண்டு வெப்பப் பரிமாற்றி உள்ளமைவுகளுக்கு இடையே சராசரி படுக்கை வெப்பநிலை மற்றும் ஹைட்ரஜன் செறிவு ஆகியவற்றின் ஒப்பீடு.
வழக்கு 3 மற்றும் வழக்கு 4 இல் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் தொடக்கத்திற்குப் பிறகு 500, 2000, 5000, 10000 மற்றும் 20000 வினாடிகளுக்குப் பிறகு ஹைட்ரஜன் செறிவின் ஒப்பீடு.
அட்டவணை 5 அனைத்து நிகழ்வுகளுக்கும் ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் காலத்தை சுருக்கமாகக் கூறுகிறது.கூடுதலாக, அட்டவணை ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சும் நேரத்தையும் காட்டுகிறது, இது ஒரு சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.வழக்கு 1 இன் உறிஞ்சுதல் நேரத்தின் அடிப்படையில் இந்த சதவீதம் கணக்கிடப்படுகிறது. இந்த அட்டவணையில் இருந்து, HCHE ஐப் பயன்படுத்தும் MH அணு உலையின் உறிஞ்சுதல் நேரம் சுமார் 45,000 முதல் 46,000 வினாடிகள், மற்றும் SCHE உட்பட உறிஞ்சுதல் நேரம் சுமார் 18,000 முதல் 19,000 வி.வழக்கு 1 உடன் ஒப்பிடும்போது, வழக்கு 2 மற்றும் வழக்கு 3 இல் உறிஞ்சுதல் நேரம் முறையே 1.6% மற்றும் 2.7% மட்டுமே குறைக்கப்பட்டது.HCHE க்குப் பதிலாக SCHE ஐப் பயன்படுத்தும் போது, உறிஞ்சுதல் நேரம் 4 முதல் வழக்கு 6 வரை 58% முதல் 61% வரை கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது.MH அணுஉலையில் SCHE ஐ சேர்ப்பது ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறை மற்றும் MH அணுஉலையின் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது என்பது தெளிவாகிறது.MH உலைக்குள் வெப்பப் பரிமாற்றியை நிறுவுவது சேமிப்புத் திறனைக் குறைத்தாலும், இந்தத் தொழில்நுட்பம் மற்ற தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்பப் பரிமாற்றத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தை அளிக்கிறது.மேலும், சுருதி மதிப்பைக் குறைப்பது SCHE இன் அளவை அதிகரிக்கும், இதன் விளைவாக MH இன் அளவு குறையும்.அதிக SCHE வால்யூமுடன் வழக்கு 6 இல், குறைந்த HCHE வால்யூமுடன் கேஸ் 1 உடன் ஒப்பிடும்போது MH வால்யூமெட்ரிக் திறன் 5% மட்டுமே குறைக்கப்பட்டது.கூடுதலாக, உறிஞ்சுதலின் போது, வழக்கு 6 உறிஞ்சுதல் நேரத்தில் 61% குறைப்புடன் வேகமான மற்றும் சிறந்த செயல்திறனைக் காட்டியது.எனவே உணர்திறன் பகுப்பாய்வில் மேலும் விசாரணைக்கு வழக்கு 6 தேர்வு செய்யப்பட்டது.நீண்ட ஹைட்ரஜனை எடுத்துக்கொள்ளும் நேரம், சுமார் 2000 செமீ3 அளவு MH அளவைக் கொண்ட சேமிப்புத் தொட்டியுடன் தொடர்புடையது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
எதிர்வினையின் போது இயக்க அளவுருக்கள் உண்மையான நிலைமைகளின் கீழ் MH உலையின் செயல்திறனை நேர்மறையாக அல்லது எதிர்மறையாக பாதிக்கும் முக்கியமான காரணிகளாகும்.இந்த ஆய்வு SCHE உடன் இணைந்து MH உலைக்கான பொருத்தமான ஆரம்ப இயக்க அளவுருக்களைத் தீர்மானிக்க உணர்திறன் பகுப்பாய்வைக் கருதுகிறது. படம் 8.
ஒரு அரை உருளை சுருளுடன் வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தும் போது பல்வேறு இயக்க நிலைமைகளின் கீழ் ஹைட்ரஜன் செறிவு வரைபடம்.(a) ஏற்றுதல் அழுத்தம், (b) ஆரம்ப படுக்கை வெப்பநிலை, (c) குளிரூட்டி ரெனால்ட்ஸ் எண், மற்றும் (d) குளிரூட்டும் நுழைவு வெப்பநிலை.
573 K இன் நிலையான ஆரம்ப வெப்பநிலை மற்றும் 14,000 ரெனால்ட்ஸ் எண் கொண்ட குளிரூட்டி ஓட்ட விகிதம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், நான்கு வெவ்வேறு ஏற்றுதல் அழுத்தங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன: 1.2 MPa, 1.8 MPa, 2.4 MPa மற்றும் 3.0 MPa.அத்திப்பழத்தில்.8a, காலப்போக்கில் ஹைட்ரஜன் செறிவு மீது ஏற்றுதல் அழுத்தம் மற்றும் SCHE ஆகியவற்றின் விளைவைக் காட்டுகிறது.ஏற்றுதல் அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது உறிஞ்சும் நேரம் குறைகிறது.ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கு 1.2 MPa பயன்படுத்தப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் மோசமானது, மேலும் 90% ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதலை அடைய உறிஞ்சுதல் காலம் 26,000 வினாடிகளைத் தாண்டியது.இருப்பினும், அதிக ஏற்றுதல் அழுத்தம் 1.8 முதல் 3.0 MPa வரை உறிஞ்சும் நேரத்தில் 32-42% குறைவதற்கு வழிவகுத்தது.இது ஹைட்ரஜனின் அதிக ஆரம்ப அழுத்தம் காரணமாகும், இது சமநிலை அழுத்தத்திற்கும் பயன்படுத்தப்பட்ட அழுத்தத்திற்கும் இடையே பெரிய வேறுபாட்டை ஏற்படுத்துகிறது.எனவே, இது ஹைட்ரஜன் எடுக்கும் இயக்கவியலுக்கு ஒரு பெரிய உந்து சக்தியை உருவாக்குகிறது.ஆரம்ப தருணத்தில், சமநிலை அழுத்தத்திற்கும் பயன்படுத்தப்பட்ட அழுத்தத்திற்கும் இடையே உள்ள பெரிய வேறுபாடு காரணமாக ஹைட்ரஜன் வாயு விரைவாக உறிஞ்சப்படுகிறது.3.0 MPa ஏற்றுதல் அழுத்தத்தில், முதல் 10 வினாடிகளில் 18% ஹைட்ரஜன் வேகமாக குவிந்தது.ஹைட்ரஜன் 15460 வினாடிகளுக்கு இறுதி கட்டத்தில் 90% உலைகளில் சேமிக்கப்பட்டது.இருப்பினும், 1.2 முதல் 1.8 MPa வரை ஏற்றுதல் அழுத்தத்தில், உறிஞ்சுதல் நேரம் கணிசமாக 32% குறைக்கப்பட்டது.மற்ற உயர் அழுத்தங்கள் உறிஞ்சுதல் நேரத்தை மேம்படுத்துவதில் குறைவான விளைவைக் கொண்டிருந்தன.எனவே, MH-SCHE அணு உலையின் ஏற்றுதல் அழுத்தம் 1.8 MPa ஆக இருக்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.துணைப் பிரிவு 15500 வினாடிகளில் பல்வேறு ஏற்றுதல் அழுத்தங்களுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவு வரையறைகளைக் காட்டுகிறது.
MH உலையின் பொருத்தமான ஆரம்ப வெப்பநிலையின் தேர்வு ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளில் ஒன்றாகும், ஏனெனில் இது ஹைட்ரைடு உருவாக்கம் எதிர்வினையின் உந்து சக்தியை பாதிக்கிறது.MH உலையின் ஆரம்ப வெப்பநிலையில் SCHE இன் விளைவை ஆய்வு செய்ய, 1.8 MPa இன் நிலையான ஏற்றுதல் அழுத்தத்திலும், 14,000 HTF இன் ரெனால்ட்ஸ் எண்ணிலும் நான்கு வெவ்வேறு வெப்பநிலைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.அத்திப்பழத்தில்.473K, 523K, 573K மற்றும் 623K உள்ளிட்ட பல்வேறு தொடக்க வெப்பநிலைகளின் ஒப்பீட்டை படம் 8b காட்டுகிறது.உண்மையில், வெப்பநிலை 230 ° C அல்லது 503K58 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும் போது, Mg2Ni கலவையானது ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறைக்கு பயனுள்ள பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் உட்செலுத்தலின் ஆரம்ப தருணத்தில், வெப்பநிலை வேகமாக உயர்கிறது.இதன் விளைவாக, MG அடுக்கின் வெப்பநிலை 523 K ஐ விட அதிகமாக இருக்கும். எனவே, அதிகரித்த உறிஞ்சுதல் விகிதம் காரணமாக ஹைட்ரைடுகளின் உருவாக்கம் எளிதாக்கப்படுகிறது53.அத்திப்பழத்திலிருந்து.MB அடுக்கின் ஆரம்ப வெப்பநிலை குறைவதால் ஹைட்ரஜன் வேகமாக உறிஞ்சப்படுவதை படம் 8b இலிருந்து காணலாம்.ஆரம்ப வெப்பநிலை குறைவாக இருக்கும்போது குறைந்த சமநிலை அழுத்தங்கள் ஏற்படுகின்றன.சமநிலை அழுத்தம் மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் அழுத்தம் இடையே அதிக அழுத்தம் வேறுபாடு, ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் செயல்முறை வேகமாக.473 K இன் ஆரம்ப வெப்பநிலையில், முதல் 18 வினாடிகளில் ஹைட்ரஜன் 27% வரை விரைவாக உறிஞ்சப்படுகிறது.கூடுதலாக, 623 K இன் ஆரம்ப வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த ஆரம்ப வெப்பநிலையில் உறிஞ்சும் நேரம் 11% இலிருந்து 24% ஆக குறைக்கப்பட்டது. 473 K இன் குறைந்த ஆரம்ப வெப்பநிலையில் உறிஞ்சுதல் நேரம் 15247 s ஆகும், இது சிறந்ததைப் போன்றது. வழக்கு ஏற்றுதல் அழுத்தம், இருப்பினும், ஆரம்ப வெப்பநிலை உலை வெப்பநிலையில் குறைவு ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன் குறைவதற்கு வழிவகுக்கிறது.MN உலையின் ஆரம்ப வெப்பநிலை குறைந்தபட்சம் 503 K53 ஆக இருக்க வேண்டும்.கூடுதலாக, 573 K53 இன் ஆரம்ப வெப்பநிலையில், அதிகபட்ச ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன் 3.6 wt% ஐ அடைய முடியும்.ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு திறன் மற்றும் உறிஞ்சுதல் கால அளவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், 523 மற்றும் 573 K இடையே வெப்பநிலையானது நேரத்தை 6% மட்டுமே குறைக்கிறது.எனவே, MH-SCHE உலையின் ஆரம்ப வெப்பநிலையாக 573 K வெப்பநிலை முன்மொழியப்பட்டது.இருப்பினும், ஏற்றுதல் அழுத்தத்துடன் ஒப்பிடுகையில், உறிஞ்சுதல் செயல்பாட்டில் ஆரம்ப வெப்பநிலையின் தாக்கம் குறைவாகவே இருந்தது.துணைப் பிரிவு 15500 வினாடிகளில் பல்வேறு ஆரம்ப வெப்பநிலைகளுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவின் வரையறைகளைக் காட்டுகிறது.
ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் டீஹைட்ரஜனேற்றத்தின் முக்கிய அளவுருக்களில் ஓட்ட விகிதம் ஒன்றாகும், ஏனெனில் இது ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் டீஹைட்ரஜனேற்றத்தின் போது கொந்தளிப்பு மற்றும் வெப்ப நீக்கம் அல்லது உள்ளீட்டை பாதிக்கலாம்.அதிக ஓட்ட விகிதங்கள் கொந்தளிப்பான கட்டங்களை உருவாக்கி, HTF குழாய் வழியாக விரைவான திரவ ஓட்டத்தை ஏற்படுத்தும்.இந்த எதிர்வினை வேகமான வெப்ப பரிமாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.10,000, 14,000, 18,000 மற்றும் 22,000 ஆகிய ரெனால்ட்ஸ் எண்களின் அடிப்படையில் HTFக்கான வெவ்வேறு நுழைவு வேகங்கள் கணக்கிடப்படுகின்றன.MG அடுக்கின் ஆரம்ப வெப்பநிலை 573 K ஆகவும், ஏற்றுதல் அழுத்தம் 1.8 MPa ஆகவும் நிர்ணயிக்கப்பட்டது.அத்திப்பழத்தில் உள்ள முடிவுகள்.8c, SCHE உடன் இணைந்து அதிக ரெனால்ட்ஸ் எண்ணைப் பயன்படுத்தினால், அதிக உறிஞ்சுதல் விகிதத்தை அளிக்கிறது.ரெனால்ட்ஸ் எண்ணிக்கை 10,000 முதல் 22,000 வரை அதிகரிக்கும் போது, உறிஞ்சும் நேரம் சுமார் 28-50% குறைகிறது.ரெனால்ட்ஸ் எண்ணான 22,000 இல் உறிஞ்சும் நேரம் 12,505 வினாடிகள் ஆகும், இது பல்வேறு ஆரம்ப ஏற்றுதல் வெப்பநிலைகள் மற்றும் அழுத்தங்களில் குறைவாக உள்ளது.12500 வினாடிகளில் ஜிடிபிக்கான பல்வேறு ரெனால்ட்ஸ் எண்களுக்கான ஹைட்ரஜன் செறிவு வரையறைகள் துணைப் பிரிவில் வழங்கப்பட்டுள்ளன.
HTF இன் ஆரம்ப வெப்பநிலையில் SCHE இன் விளைவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு படம் 8d இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.573 K இன் ஆரம்ப MG வெப்பநிலை மற்றும் 1.8 MPa இன் ஹைட்ரஜன் ஏற்றுதல் அழுத்தத்தில், இந்த பகுப்பாய்விற்கு நான்கு ஆரம்ப வெப்பநிலைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன: 373 K, 473 K, 523 K மற்றும் 573 K. 8d ஆகியவை குளிரூட்டியின் வெப்பநிலை குறைவதைக் காட்டுகிறது. நுழைவாயிலில் உறிஞ்சும் நேரம் குறைகிறது.573 K இன் இன்லெட் வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடும்போது, உறிஞ்சுதல் நேரம் முறையே 523 K, 473 K மற்றும் 373 K இன் இன்லெட் வெப்பநிலைகளுக்கு சுமார் 20%, 44% மற்றும் 56% குறைக்கப்பட்டது.6917 வினாடிகளில், GTF இன் ஆரம்ப வெப்பநிலை 373 K, உலையில் ஹைட்ரஜன் செறிவு 90% ஆகும்.MG அடுக்கு மற்றும் HCS இடையே மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்பச்சலன வெப்ப பரிமாற்றத்தால் இதை விளக்கலாம்.குறைந்த எச்.டி.எஃப் வெப்பநிலை வெப்பச் சிதறலை அதிகரிக்கும் மற்றும் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதலை அதிகரிக்கும்.அனைத்து இயக்க அளவுருக்களிலும், HTF இன்லெட் வெப்பநிலையை அதிகரிப்பதன் மூலம் MH-SCHE உலையின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவது மிகவும் பொருத்தமான முறையாகும், ஏனெனில் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையின் இறுதி நேரம் 7000 வினாடிகளுக்கு குறைவாக இருந்தது, மற்ற முறைகளின் குறுகிய உறிஞ்சுதல் நேரம் அதிகமாக இருந்தது. 10000 s விட.7000 வினாடிகளுக்கு GTP இன் பல்வேறு ஆரம்ப வெப்பநிலைகளுக்கு ஹைட்ரஜன் செறிவு வரையறைகள் வழங்கப்படுகின்றன.
உலோக ஹைட்ரைடு சேமிப்பு அலகுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட புதிய அரை உருளை சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியை இந்த ஆய்வு முதன்முறையாக அளிக்கிறது.ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சுவதற்கு முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பின் திறன் வெப்பப் பரிமாற்றியின் பல்வேறு கட்டமைப்புகளுடன் ஆராயப்பட்டது.ஒரு புதிய வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தி உலோக ஹைட்ரைடுகளை சேமிப்பதற்கான உகந்த நிலைமைகளைக் கண்டறிய, உலோக ஹைட்ரைடு அடுக்கு மற்றும் குளிரூட்டிக்கு இடையிலான வெப்பப் பரிமாற்றத்தில் இயக்க அளவுருக்களின் செல்வாக்கு ஆராயப்பட்டது.இந்த ஆய்வின் முக்கிய கண்டுபிடிப்புகள் பின்வருமாறு தொகுக்கப்பட்டுள்ளன:
ஒரு அரை உருளை சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியுடன், வெப்பப் பரிமாற்ற செயல்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது மெக்னீசியம் அடுக்கு உலையில் அதிக சீரான வெப்ப விநியோகத்தைக் கொண்டுள்ளது, இதன் விளைவாக சிறந்த ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சுதல் விகிதம் உள்ளது.வெப்பப் பரிமாற்றக் குழாய் மற்றும் உலோக ஹைட்ரைடின் அளவு மாறாமல் இருந்தால், ஒரு வழக்கமான சுருள் சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியுடன் ஒப்பிடும்போது உறிஞ்சுதல் எதிர்வினை நேரம் கணிசமாக 59% குறைக்கப்படுகிறது.
இடுகை நேரம்: ஜன-15-2023