利用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理有機(jī)廢棄物生產(chǎn)沼氣是集環(huán)境污染治理、減少碳排放和提供可再生能源于一體的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè),在厭氧發(fā)酵過(guò)程中,加速微生物反應(yīng)進(jìn)程成為當(dāng)前的研究主題,促進(jìn)液相與微生物之間的底物傳遞速度會(huì)加快反應(yīng)效率,實(shí)現(xiàn)這一目的的重要手段就是攪拌。通常情況下,由于厭氧發(fā)酵原料不透明,無(wú)法獲取實(shí)際的流場(chǎng)分布,因此本文對(duì)模擬厭氧發(fā)酵攪拌流場(chǎng),分別利用可視化的PIV測(cè)量技術(shù)以及數(shù)值模擬對(duì)厭氧發(fā)酵拌裝置進(jìn)行研究。文中所采用的攪拌槳葉為二葉折葉槳,試驗(yàn)部分應(yīng)用PIV測(cè)量技術(shù)通過(guò)對(duì)9種工況下的攪拌流場(chǎng)研究,測(cè)定各工況下的攪拌軸功率及混合時(shí)間,將三種影響因素:攪拌軸轉(zhuǎn)速、槳葉直徑、槳葉安裝角度結(jié)果進(jìn)行正交試驗(yàn)與極差分析,優(yōu)化出較優(yōu)水平組合,為厭氧發(fā)酵攪拌槳的設(shè)計(jì)提供思路,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。并應(yīng)用CFD數(shù)值模擬技術(shù)將試驗(yàn)優(yōu)化的發(fā)酵罐內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,得出流場(chǎng)的速度矢量與渦量分布情況,應(yīng)用Fluent軟件以及標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型對(duì)體系湍流特性進(jìn)行描述,通過(guò)CFD數(shù)值模擬結(jié)果與PIV試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果對(duì)比分析,得出CFD技術(shù)在厭氧發(fā)酵中對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)的流場(chǎng)研究具有高度的可行性,但不排除局部有些地方存在差異的現(xiàn)象。本文的主... 

【文章來(lái)源】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 前言
    1.1 課題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厭氧發(fā)酵攪拌技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流場(chǎng)測(cè)速技術(shù)簡(jiǎn)介
        1.2.3 粒子圖像測(cè)速儀的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.4 計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的目的和意義
    1.4 課題來(lái)源、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
2 試驗(yàn)裝置與方法
    2.1 試驗(yàn)裝置
    2.2 PIV測(cè)量裝置
        2.2.1 PIV系統(tǒng)組成
        2.2.2 PIV測(cè)速原理
        2.2.3 脈沖時(shí)間間隔確定
    2.3 物料模擬
        2.3.1 黏度測(cè)定
        2.3.2 物料選取
    2.4 試驗(yàn)臺(tái)的建立
    2.5 PIV測(cè)量方法
    2.6 PIV測(cè)量注意事項(xiàng)
3 PIV測(cè)量結(jié)果分析
    3.1 三種工藝參數(shù)對(duì)攪拌流場(chǎng)影響研究
        3.1.1 速度矢量分布
        3.1.2 渦量分布
    3.2 凈功率和混合時(shí)間測(cè)定
    3.3 正交試驗(yàn)
4 數(shù)值模擬及結(jié)果分析
    4.1 模型建立及網(wǎng)格劃分
        4.1.1 模擬反應(yīng)器的建模
        4.1.2 網(wǎng)格的劃分
    4.2 湍流模型及控制方程建立
    4.3 邊界條件設(shè)定
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果與PIV優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析
        4.4.1 數(shù)值模擬及結(jié)果分析
        4.4.2 對(duì)比分析
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]德國(guó)厭氧沼氣工程技術(shù)在我國(guó)餐廚垃圾處理中的應(yīng)用[J]. 尤宇嘉,楊軍華.  環(huán)境衛(wèi)生工程. 2011(06)
[2]全混式厭氧反應(yīng)器攪拌方式分析與優(yōu)化[J]. 朱洪光,畢峻瑋,石惠嫻.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2011(06)
[3]非牛頓流體粘度測(cè)定方法研究進(jìn)展[J]. 施慶珊,王計(jì)偉,歐陽(yáng)友生,陳儀本.  發(fā)酵科技通訊. 2011(02)
[4]沼氣池?cái)嚢璧腃FD模擬及溫度場(chǎng)驗(yàn)證[J]. 畢峻瑋,朱洪光,石惠嫻,李永明,榮凌,王韜.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(10)
[5]新能源與減碳[J]. 馬懷新.  四川水力發(fā)電. 2010(S2)
[6]L-賴氨酸發(fā)酵罐攪拌器的改造[J]. 洪厚勝,駱巍,郭翠,李冬冬,張慶文.  現(xiàn)代化工. 2010(09)
[7]德國(guó)沼氣工程現(xiàn)狀分析[J]. 李子富,余敏娜,范曉琳.  可再生能源. 2010(04)
[8]溫度及總固體濃度對(duì)糞稈混合發(fā)酵產(chǎn)氣特性的影響[J]. 宋籽霖,李軼冰,楊改河,秦佳佳,任廣鑫,馮永忠.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(07)
[9]槳葉式攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬及PIV試驗(yàn)[J]. 王春林,呂亞云,史亞婷,丁劍,李長(zhǎng)軍.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(04)
[10]漿液池?cái)嚢杵鞴桃簝上嗳S數(shù)值模擬[J]. 馬慶勇.  湖南農(nóng)機(jī). 2010(07)

博士論文
[1]攪拌槽內(nèi)湍流特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉心洪.北京化工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]高濃度物料沼氣發(fā)酵過(guò)程傳質(zhì)特性研究及攪拌形式優(yōu)化[D]. 楊浩.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2011
[2]小麥秸稈高效厭氧發(fā)酵特性研究[D]. 張彤.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[3]高濃度物料沼氣發(fā)酵過(guò)程混合攪拌及其影響因素的研究[D]. 劉刈.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2009
[4]攪拌槽內(nèi)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的PIV研究[D]. 吳瑩.北京化工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3455820