Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2025 Том 23, Випуск 3
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Open Access

Evgen STRATIVNOV1, Oleksandr KHOVAVKO1, Anzhela PIATOVA1,3, Andrii NEBESNYI1, Denys FILONENKO1, Dmytro LEONOV2, and Maksym BARABASH1,2,3,4

1Gas Institute, N.A.S. of Ukraine, 39, Degtyarivska Str., UA-03113 Kyiv, Ukraine
2Technical Centre, N.A.S. of Ukraine, 13, Pokrovs'ka Str., UA-04070 Kyiv, Ukraine
3National Technical University of Ukraine 'Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute', 37, Beresteiskyi Ave., UA-03056 Kyiv, Ukraine
4Institute for Applied Control Systems, N.A.S. of Ukraine, 42, Academician Hlushkov Ave., UA-03187 Kyiv, Ukraine

Thermal Engineering Calculation of Saggar for Graphite-Powder Processing with Nanoscale Coating of Carbonized Pitch as Li-Ion Battery Anode

915–926 (2025)

PACS numbers: 47.61.-k, 61.43.Gt, 66.10.cd, 66.25.+g, 81.05.U-, 81.20.Ev, 82.47.Aa

Надійшла 17 червня 2025 р.

Для термічного оброблення порошків використовують спеціяльну товстостінне вмістище — саґґар, яке забезпечує рівномірне нагрівання матеріялу по всьому об'єму. У статті розглянуто спосіб конвективного нагрівання лабораторного реактора об'ємом у 1 л димовими газами від спалювання природнього газу. Проведено теплотехнічний розрахунок і чисельне моделювання в програмному забезпеченні COMSOL Multiphysics. Розрахунок полягав у врахуванні складного теплообміну: від газового потоку до стінки саґґару та через неї, далі — у шар порошку. Завдання вирішувалося у нестаціонарній, вісесиметричній постановці. Одержано дані про температурні режими нагрівання оброблюваного матеріялу, швидкість нагрівання. Моделювання уможливило визначити температуру шару порошку. Одержані результати планується використати під час проєктування промислового реактора об'ємом у 40 л.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: саґґар, сфероїдизований графітовий порошок, теплопередача, теплопровідність, температуропровідність, обчислювальна гідродинаміка, комп'ютерне проєктування та моделювання

Цитування:
Evgen Strativnov, Oleksandr Khovavko, Anzhela Piatova, Andrii Nebesnyi, Denys Filonenko, Dmytro Leonov, and Maksym Barabash, Thermal Engineering Calculation of Saggar for Graphite-Powder Processing with Nanoscale Coating of Carbonized Pitch as Li-Ion Battery Anode, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 23, No. 3: 915–926 (2025); https://doi.org/10.15407/nnn.23.03.0915

Фінансування / Подяки:
This publication was partially supported by the Project 'GR4FITE3' (No. 101103752) under the Horizon Europe Program, HORIZON-CL5-2022-D2-01-01 (HORIZON Innovation Actions, Granting authority - European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency).

ЛІТЕРАТУРА
  1. J. Zhang, Z. Wang, and M. Li, Journal of Energy Storage, 52: 104408 (2022); https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104408
  2. E. Strativnov, A. Khovavko, and G. Nie, Appl. Nanosci., 13: 7531 (2023); https://doi.org/10.1007/s13204-023-02904-4
  3. E. Strativnov, A. Khovavko, and N. Guachao, Appl. Nanosci., 12: 2791 (2022); https://doi.org/10.1007/s13204-022-02589-1
  4. K. Waetzig, T. Hutzler, and E. Zschippang, International Journal of Applied Ceramic Technology, 22, Iss. 1: e14897 (2025); https://doi.org/10.1111/ijac.14897
  5. P. Xu, J. Yang, K. Wang, Z. Zhou, and P. Shen, Chinese Science Bulletin, 57, No. 23: 2948 (2012); https://doi.org/10.1007/s11434-012-5121-3
  6. COMSOL Multiphysics® (2018). Heat Transfer Module User's Guide. COMSOL 5.4; https://doc.comsol.com/5.4/doc/com.comsol.help.heat/HeatTransferModuleUsersGuide.pdf
  7. B.-R. Kim, J.-R. Kim, and J.-S. Im, Materials, 15, No. 13: 4713 (2022); https://doi.org/10.3390/ma15134713
  8. I. Trosnikova, A. Minitskyi, P. Loboda, and M. Barabash, Results in Materials, 23: 100620 (2024); https://doi.org/10.1016/j.rinma.2024.100620
  9. A. Khovavko, E. Strativnov, D. Filonenko, A. Nebesnyi, O. Sviatenko, A. Piatova, and M. Barabash, Carbon Nanostructured Materials: Synthesis and Application (Springer: 2024); https://doi.org/10.1007/978-3-031-64121-3
  10. W. Zhang, H. Dong, Y. Wang, and J. Zhang, International Journal of Thermophysics, 38: 120 (2017); https://doi.org/10.1007/s10765-017-2261-3