本文關(guān)鍵詞：油頁巖干燥過程數(shù)值模擬及干燥動力學分析

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【摘要】：由于經(jīng)濟的高速發(fā)展導致了巨大的能源消耗,而傳統(tǒng)化石燃料儲備量正日益減少,引發(fā)世界多國開始尋找替代能源,油頁巖世界儲量豐富,是一種很好的替代能源。但是開采出來的油頁巖具有很高的含濕量,這種高含水率對干餾制備頁巖油和燃燒油頁巖進行發(fā)電都是不利的,油頁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),因此本文對油頁巖單顆粒干燥過程進行模擬,分析不同干燥介質(zhì)傳統(tǒng)熱空氣和過熱蒸汽干燥油頁巖過程,得出相關(guān)參數(shù)計算表達式。油頁巖干燥傳質(zhì)過程復雜,基于干燥動力學理論提出的半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?用來預(yù)測濕份變化具有一定可靠性�；赪hitaker理論建立了熱風干燥油頁巖數(shù)學模型,使用有限元數(shù)值計算軟件COMSOL對油頁巖的傳統(tǒng)熱風干燥過程進行數(shù)值計算,揭示了熱風干燥過程油頁巖內(nèi)部溫度和含濕量的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)干燥過程主要推動力是邊界處水蒸汽濃度梯度,熱空氣相對含濕量對模擬結(jié)果有很大影響；熱空氣溫度越高,干燥速率越快；干燥過程中顆粒內(nèi)部溫度、含濕量及氣相壓力受油頁巖片狀結(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巖水分有效擴散系數(shù)的計算表達式�；谔荻闰�(qū)動模型理論建立了雙場模型即溫度場和濕度場耦合模型,用來模擬過熱蒸汽干燥單顆粒油頁巖過程,使用COMSOL軟件求解耦合方程組,并對干燥過程中濕分有效擴散系數(shù)進行了詳細的討論,得出其與粒徑、含濕量及溫度有關(guān)的計算表達式；對比熱空氣干燥和過熱蒸汽干燥可知,過熱蒸汽干燥使得油頁巖具有更高的水分擴散系數(shù)�；诟稍飫恿W理論對熱風流化干燥油頁巖過程進行了干燥動力學分析,對比不同薄層干燥理論擬合結(jié)果,選取最適合用來預(yù)測該過程的數(shù)學模型,為流化干燥油頁巖過程提供理論指導；對干燥速率常數(shù)的影響因數(shù)進行分析,得到其與有效擴散系數(shù)的關(guān)聯(lián)式,結(jié)合單顆粒干燥過程有效擴散系數(shù)模型,導出干燥速率常數(shù)計算表達式。本文進行的單顆粒油頁巖干燥過程和油頁巖干燥動力學分析將有助于干燥油頁巖行業(yè)做出更深入的機理研究和更優(yōu)的設(shè)備設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：油頁巖 熱空氣干燥 過熱蒸汽干燥 干燥動力學
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 油頁巖概述10-16
• 1.2.1 油頁巖資源分布10-12
• 1.2.2 油頁巖主要利用技術(shù)12-14
• 1.2.3 油頁巖開發(fā)中存在的問題14-15
• 1.2.4 油頁巖干燥現(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 過熱蒸汽干燥特征及現(xiàn)狀18-20
• 1.3.3 熱空氣和過熱蒸汽干燥機理及數(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 油頁巖干燥過程數(shù)學模型的建立29-42
• 2.1 干燥過程基本理論29-31
• 2.2 熱空氣干燥單顆粒油頁巖的模型建立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)學模型32-33
• 2.2.3 模型參數(shù)及求解方法33-37
• 2.2.4 油頁巖比熱容和導熱系數(shù)等參數(shù)的確定37
• 2.3 過熱蒸汽干燥單顆粒油頁巖的模型建立37-41
• 2.3.1 物理模型及假設(shè)37-38
• 2.3.2 過熱蒸汽干燥數(shù)學模型38-40
• 2.3.3 模型參數(shù)40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 3 油頁巖干燥過程的數(shù)值分析42-56
• 3.1 熱空氣干燥單顆粒油頁巖的數(shù)值分析42-48
• 3.1.1 模型驗證42
• 3.1.2 模擬結(jié)果及分析42-48
• 3.2 過熱蒸汽干燥單顆粒油頁巖的數(shù)值分析48-53
• 3.2.1 模型驗證48-50
• 3.2.2 模擬結(jié)果分析50-53
• 3.3 過熱蒸汽與熱空氣干燥油頁巖性能研究53-55
• 3.3.1 不同粒徑下濕分比曲線53
• 3.3.2 不同介質(zhì)溫度下濕分比曲線53-54
• 3.3.3 有效擴散系數(shù)及應(yīng)用54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 油頁巖干燥動力學分析56-61
• 4.1 薄層干燥動力學模型及應(yīng)用56-57
• 4.2 流化床干燥動力學分析57-60
• 4.2.1 油頁巖干燥動力學模擬57-59
• 4.2.2 單顆粒油頁巖有效擴散系數(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62-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況69-70
• 致謝70-71

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本文編號：948737