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Numerical Prediction of the Initial Heating of Granular Material Treatment Using a Solar Rotary Kiln

Gallo, Alessandro und Alonso Romero, Elisa und Roldan Serrano, Maria Isabel (2025) Numerical Prediction of the Initial Heating of Granular Material Treatment Using a Solar Rotary Kiln. In: SolarPACES Conference Proceedings, 3. TIB Open Publishing. SolarPACES 2024, 2024-10-08 - 2024-10-11, Rome. doi: 10.52825/solarpaces.v3i.2345. ISSN 2751-9899.

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Offizielle URL: https://www.tib-op.org/ojs/index.php/solarpaces/article/view/2345

Kurzfassung

Recent studies have proposed rotary kilns as solar receivers or reactors for industrial applications and for thermal storage. However, few investigations have focused on the temperature distribution within the particle bed, which is crucial for understanding system performance and developing optimization strategies. This work presents a comprehensive study of a lab-scale rotary kiln coupled with a high-flux solar simulator, examining the initial seconds of heating inert alumina spheres. Experimental data are compared and integrated with a two-dimensional thermo-fluid dynamic model using an Eulerian continuum approach. The model was initially validated for static particle heating and subsequently applied to simulate a rotating case, predicting temperature distribution in the transversal section of the granular bed. The results demonstrate the significant impact of rotation on homogenizing bed temperature and reducing thermal gradients. When the bed core reaches approximately 180°C, the maximum temperature difference between the center and sides is less than 50°C for the rotating configuration, compared to over 110°C for the static setup. This study provides valuable insights into the thermal behavior of rotary kilns as solar receivers, contributing to the optimization of their design and operation for various industrial and energy storage applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218013/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Numerical Prediction of the Initial Heating of Granular Material Treatment Using a Solar Rotary Kiln
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gallo, AlessandroUniversidad Politécnica de MadridNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alonso Romero, ElisaUniversidad Politécnica de MadridNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roldan Serrano, Maria IsabelMaria.RoldanSerrano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0663-6048198108149
Datum:22 Oktober 2025
Erschienen in:SolarPACES Conference Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:3
DOI:10.52825/solarpaces.v3i.2345
Verlag:TIB Open Publishing
Name der Reihe:Conference Proceedings Series
ISSN:2751-9899
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Rotary Kiln, Concentrated Solar Energy, Thermal Energy Storage, Solar Heat for Industrial Process
Veranstaltungstitel:SolarPACES 2024
Veranstaltungsort:Rome
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:8 Oktober 2024
Veranstaltungsende:11 Oktober 2024
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Cottbus
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Simulation und Virtuelles Design
Hinterlegt von: Roldan Serrano, Maria Isabel
Hinterlegt am:27 Nov 2025 09:03
Letzte Änderung:27 Nov 2025 09:03

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