【摘要】：科技不斷進(jìn)步給我們帶來美好的生活,同時固體廢物排放量日益增多也隨之而來,成為我國當(dāng)前所面臨的主要環(huán)境問題之一。根據(jù)國家的綠色發(fā)展戰(zhàn)略,在有機(jī)固廢處理處置領(lǐng)域,無害化、資源化和綠色化的處理方式是技術(shù)研究的主要方向,好氧堆肥作為符合綠色理念的方法之一,在有機(jī)固廢處理處置的領(lǐng)域中應(yīng)用較多。在好氧堆肥工藝中為了保證物料堆體的均勻性、適宜溫度和含水率等要求,需要翻堆機(jī)對物料進(jìn)行翻拋,加速物料的腐熟,有效縮短污泥發(fā)酵周期。工業(yè)化應(yīng)用中,翻拋是好氧堆肥過程的一個核心步驟,翻堆機(jī)是好氧堆肥系統(tǒng)中的核心設(shè)備。目前在全球范圍內(nèi),翻堆機(jī)設(shè)計主要依據(jù)工程經(jīng)驗數(shù)據(jù),理論基礎(chǔ)極其匱乏。本次課題擬圍繞翻堆機(jī)工作過程的翻拋效果和功耗兩方面,采用逆向工程思維,結(jié)合現(xiàn)代分析研究手段,力求對現(xiàn)有翻堆理論加以完善。首先,通過理論計算分析得到翻堆機(jī)功效優(yōu)化的初步優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,模型以尋求翻堆機(jī)功耗的最小值為首要目的,同時為了保證物料的堆肥時間和隧道式發(fā)酵倉的利用率,以物料從進(jìn)倉至出倉的被翻拋次數(shù)和堆體高度作為約束條件。(?)其次,通過現(xiàn)場試驗采集的相關(guān)數(shù)據(jù),確定了影響因子與翻堆機(jī)功效之間真實存在的關(guān)系;通過試驗值對計算模型驗證,翻拋功耗誤差范圍13.92%~18.34%,翻拋距離誤差范圍10.49%~12.54%,堆體高度誤差范圍16.67%~20.00%,誤差分析在合理的范圍內(nèi);得到含水率修正系數(shù)0.95及耕深修正系數(shù)0.83,將修正系數(shù)代入初步優(yōu)化數(shù)學(xué)模型中從而提出翻堆機(jī)功效的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。最后,通過仿真軟件和SPH模型設(shè)置與實際工況中一致的參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,翻堆機(jī)翻拋功耗的仿真值與計算值和試驗值誤差分別為8.81%和6.34%,獲得翻堆機(jī)翻拋功耗分析的基礎(chǔ)模型。基于基礎(chǔ)模型改變影響因子的取值獲得翻拋功耗,對結(jié)果進(jìn)行極差和方差分析,確認(rèn)翻堆機(jī)行走速度為翻堆機(jī)功效的顯著影響因子。本課題以翻堆機(jī)功效的優(yōu)化為目標(biāo),通過一系列研究,得到了翻堆機(jī)功效的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型、仿真基礎(chǔ)模型、翻堆機(jī)功效的影響因子以及顯著因子,可以為后續(xù)翻堆機(jī)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計奠定理論基礎(chǔ),為不同工況下,面對不同的工藝需求、不同的物料屬性時翻堆機(jī)的優(yōu)化運行提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;S224.2
【圖文】：

滾筒式翻堆機(jī)外觀示意圖

機(jī)械科學(xué)研究總院碩士學(xué)位論文.2 物料翻拋后的運動路徑翻堆機(jī)對物料進(jìn)行翻拋的過程中，刀齒端點所做運動是由翻堆機(jī)的前進(jìn)運隨滾筒的旋轉(zhuǎn)運動同步進(jìn)行形成的。假設(shè)刀齒隨滾筒運動的轉(zhuǎn)速 是恒定恒定速度 隨翻堆機(jī)前進(jìn)，則刀齒端點將會進(jìn)行一種擺線運動，如圖 2-1 所

（c） 1 時刀齒端點的運動軌跡曲線圖 2-2 λ在不同取值時刀齒端點的運動軌跡翻堆機(jī)刀齒端點運動半徑為 0.8m，轉(zhuǎn)動速度為 2.5πrad/s 時 1、等于 1 和 大于 1 三種不同情況時刀齒端點的運動軌跡λ≤1 時，刀齒端點的軌跡是一種周期性擺線，但是在每個域，因此在這種情況下翻堆機(jī)的工作存在漏拋區(qū)域；當(dāng) λ動軌跡是余擺線，每個周期曲線之間有重合部分，因此不存在作的實際工程中，翻堆機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前進(jìn)速度值大于 1，這就保證了翻堆機(jī)在工作的過程中理論上不會出現(xiàn)的工作運行。堆機(jī)刀齒端點的運動方程對時間 1進(jìn)行求導(dǎo)，可得刀齒端點程[15]，同時可以求出刀齒端點的絕對速度和方向： = ( λsin 1)

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10 劉俊專;王燕;廖新O

本文編號：2784063