本文關(guān)鍵詞：油頁(yè)巖干燥過(guò)程數(shù)值模擬及干燥動(dòng)力學(xué)分析

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【摘要】：由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展導(dǎo)致了巨大的能源消耗,而傳統(tǒng)化石燃料儲(chǔ)備量正日益減少,引發(fā)世界多國(guó)開(kāi)始尋找替代能源,油頁(yè)巖世界儲(chǔ)量豐富,是一種很好的替代能源。但是開(kāi)采出來(lái)的油頁(yè)巖具有很高的含濕量,這種高含水率對(duì)干餾制備頁(yè)巖油和燃燒油頁(yè)巖進(jìn)行發(fā)電都是不利的,油頁(yè)巖流化床具有很高的干燥效率,但其內(nèi)部傳熱傳質(zhì)模型缺乏可靠模擬參數(shù),因此本文對(duì)油頁(yè)巖單顆粒干燥過(guò)程進(jìn)行模擬,分析不同干燥介質(zhì)傳統(tǒng)熱空氣和過(guò)熱蒸汽干燥油頁(yè)巖過(guò)程,得出相關(guān)參數(shù)計(jì)算表達(dá)式。油頁(yè)巖干燥傳質(zhì)過(guò)程復(fù)雜,基于干燥動(dòng)力學(xué)理論提出的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?用來(lái)預(yù)測(cè)濕份變化具有一定可靠性。基于Whitaker理論建立了熱風(fēng)干燥油頁(yè)巖數(shù)學(xué)模型,使用有限元數(shù)值計(jì)算軟件COMSOL對(duì)油頁(yè)巖的傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,揭示了熱風(fēng)干燥過(guò)程油頁(yè)巖內(nèi)部溫度和含濕量的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)干燥過(guò)程主要推動(dòng)力是邊界處水蒸汽濃度梯度,熱空氣相對(duì)含濕量對(duì)模擬結(jié)果有很大影響；熱空氣溫度越高,干燥速率越快；干燥過(guò)程中顆粒內(nèi)部溫度、含濕量及氣相壓力受油頁(yè)巖片狀結(jié)構(gòu)的影響而顯示處各向異性特征；得出熱空氣干燥油頁(yè)巖水分有效擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算表達(dá)式。基于梯度驅(qū)動(dòng)模型理論建立了雙場(chǎng)模型即溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)耦合模型,用來(lái)模擬過(guò)熱蒸汽干燥單顆粒油頁(yè)巖過(guò)程,使用COMSOL軟件求解耦合方程組,并對(duì)干燥過(guò)程中濕分有效擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的討論,得出其與粒徑、含濕量及溫度有關(guān)的計(jì)算表達(dá)式；對(duì)比熱空氣干燥和過(guò)熱蒸汽干燥可知,過(guò)熱蒸汽干燥使得油頁(yè)巖具有更高的水分?jǐn)U散系數(shù)�；诟稍飫�(dòng)力學(xué)理論對(duì)熱風(fēng)流化干燥油頁(yè)巖過(guò)程進(jìn)行了干燥動(dòng)力學(xué)分析,對(duì)比不同薄層干燥理論擬合結(jié)果,選取最適合用來(lái)預(yù)測(cè)該過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,為流化干燥油頁(yè)巖過(guò)程提供理論指導(dǎo)；對(duì)干燥速率常數(shù)的影響因數(shù)進(jìn)行分析,得到其與有效擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)聯(lián)式,結(jié)合單顆粒干燥過(guò)程有效擴(kuò)散系數(shù)模型,導(dǎo)出干燥速率常數(shù)計(jì)算表達(dá)式。本文進(jìn)行的單顆粒油頁(yè)巖干燥過(guò)程和油頁(yè)巖干燥動(dòng)力學(xué)分析將有助于干燥油頁(yè)巖行業(yè)做出更深入的機(jī)理研究和更優(yōu)的設(shè)備設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：油頁(yè)巖 熱空氣干燥 過(guò)熱蒸汽干燥 干燥動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE662
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-29
• 1.1 能源現(xiàn)狀及研究意義9-10
• 1.2 油頁(yè)巖概述10-16
• 1.2.1 油頁(yè)巖資源分布10-12
• 1.2.2 油頁(yè)巖主要利用技術(shù)12-14
• 1.2.3 油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題14-15
• 1.2.4 油頁(yè)巖干燥現(xiàn)狀15-16
• 1.3 干燥技術(shù)概況16-27
• 1.3.1 熱空氣干燥研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.2 過(guò)熱蒸汽干燥特征及現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 熱空氣和過(guò)熱蒸汽干燥機(jī)理及數(shù)值模擬20-24
• 1.3.4 流化床干燥技術(shù)的應(yīng)用24-27
• 1.4 本文研究的目的和內(nèi)容27-29
• 1.4.1 本文研究的目的27
• 1.4.2 本文研究的內(nèi)容27-29
• 2 油頁(yè)巖干燥過(guò)程數(shù)學(xué)模型的建立29-42
• 2.1 干燥過(guò)程基本理論29-31
• 2.2 熱空氣干燥單顆粒油頁(yè)巖的模型建立31-37
• 2.2.1 物理模型及基本假設(shè)31-32
• 2.2.2 熱空氣干燥數(shù)學(xué)模型32-33
• 2.2.3 模型參數(shù)及求解方法33-37
• 2.2.4 油頁(yè)巖比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)的確定37
• 2.3 過(guò)熱蒸汽干燥單顆粒油頁(yè)巖的模型建立37-41
• 2.3.1 物理模型及假設(shè)37-38
• 2.3.2 過(guò)熱蒸汽干燥數(shù)學(xué)模型38-40
• 2.3.3 模型參數(shù)40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 3 油頁(yè)巖干燥過(guò)程的數(shù)值分析42-56
• 3.1 熱空氣干燥單顆粒油頁(yè)巖的數(shù)值分析42-48
• 3.1.1 模型驗(yàn)證42
• 3.1.2 模擬結(jié)果及分析42-48
• 3.2 過(guò)熱蒸汽干燥單顆粒油頁(yè)巖的數(shù)值分析48-53
• 3.2.1 模型驗(yàn)證48-50
• 3.2.2 模擬結(jié)果分析50-53
• 3.3 過(guò)熱蒸汽與熱空氣干燥油頁(yè)巖性能研究53-55
• 3.3.1 不同粒徑下濕分比曲線(xiàn)53
• 3.3.2 不同介質(zhì)溫度下濕分比曲線(xiàn)53-54
• 3.3.3 有效擴(kuò)散系數(shù)及應(yīng)用54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 油頁(yè)巖干燥動(dòng)力學(xué)分析56-61
• 4.1 薄層干燥動(dòng)力學(xué)模型及應(yīng)用56-57
• 4.2 流化床干燥動(dòng)力學(xué)分析57-60
• 4.2.1 油頁(yè)巖干燥動(dòng)力學(xué)模擬57-59
• 4.2.2 單顆粒油頁(yè)巖有效擴(kuò)散系數(shù)的應(yīng)用59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

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1 游君君,葉松青,劉招君,王云U，

本文編號(hào)：948737