溫度是影響沼氣池產(chǎn)氣率的關(guān)鍵因素。為保證沼氣發(fā)酵的正常進(jìn)行,需要對(duì)沼氣池采取恰當(dāng)?shù)谋卮胧?并配套相應(yīng)的增溫系統(tǒng)。然而目前常用的靜態(tài)增溫方式對(duì)內(nèi)部增溫不均,熱效率低；動(dòng)態(tài)增溫方式存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,清洗不便的問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有沼氣池增溫技術(shù)存在的問(wèn)題,本文利用流態(tài)化技術(shù),用沼液作流化介質(zhì),設(shè)計(jì)了一種新型多相流沼氣池增溫系統(tǒng),并通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。本文以沼氣池保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度計(jì)算為基礎(chǔ),建立了多相流沼氣池增溫系統(tǒng)的傳熱計(jì)算模型,結(jié)合研究地點(diǎn)（四川省甘孜州康定縣）的氣候條件,進(jìn)行了傳熱計(jì)算,并比較了中溫發(fā)酵（35℃）和高溫發(fā)酵（55℃）下的系統(tǒng)效益。計(jì)算發(fā)現(xiàn)該沼氣池系統(tǒng)的熱損失主要來(lái)自進(jìn)出料的熱損失。進(jìn)出料液的熱損失與發(fā)酵溫度、環(huán)境溫度和發(fā)酵周期密切相關(guān)；沼氣池體散熱量和水箱的散熱量受到環(huán)境溫度和發(fā)酵溫度的影響,與發(fā)酵周期無(wú)關(guān)；中溫發(fā)酵比高溫發(fā)酵的系統(tǒng)效益更好。由于多相流沼氣池的復(fù)雜性,本文通過(guò)文獻(xiàn)分析并結(jié)合多相流沼氣池的特點(diǎn),在建模和求解設(shè)置時(shí),對(duì)模擬對(duì)象做了大量簡(jiǎn)化,建立了CFD計(jì)算模型并劃分網(wǎng)格。在FLUENT中驗(yàn)證了模型網(wǎng)格無(wú)關(guān)性,對(duì)比了帶保溫層的散熱邊界與絕熱邊界下溫度場(chǎng)的特征,設(shè)... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 沼氣池增溫方式的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流態(tài)化技術(shù)在厭氧發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.3 CFD在流化厭氧發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 本文研究目的及內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 多相流沼氣池增溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
    2.1 多相流沼氣池增溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.1.1 多相流沼氣池結(jié)構(gòu)
        2.1.2 增溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.2 傳熱計(jì)算
        2.2.1 沼氣池保溫層設(shè)計(jì)
        2.2.2 傳熱模型建立
        2.2.3 中溫發(fā)酵與高溫發(fā)酵對(duì)比
    2.3 小結(jié)
第3章 多相流沼氣池傳熱傳質(zhì)過(guò)程的數(shù)值模擬方法
    3.1 CFD數(shù)值模擬技術(shù)
    3.2 計(jì)算前處理
        3.2.1 幾何建模
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 模擬過(guò)程
        3.3.1 求解方法
        3.3.2 湍流模型
        3.3.3 多相流模型
        3.3.5 物性參數(shù)及求解條件
    3.4 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性的驗(yàn)證
    3.5 計(jì)算模型驗(yàn)證
    3.6 小結(jié)
第4章 液-固兩相非穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果分析
    4.1 基尼系數(shù)與固相分布均勻度
    4.2 流場(chǎng)、濃度場(chǎng)及溫度場(chǎng)分布特性
        4.2.1 流場(chǎng)模擬結(jié)果及分析
        4.2.2 固相模擬結(jié)果及分析
        4.2.3 絕熱邊界下溫度模擬結(jié)果及分析
        4.2.4 散熱邊界對(duì)溫度模擬結(jié)果的影響
    4.3 流速對(duì)增溫系統(tǒng)性能的影響
        4.3.1 固相分布
        4.3.2 溫度場(chǎng)分析
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]典型廢水厭氧處理反應(yīng)器流場(chǎng)分析與優(yōu)化研究[D]. 張冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]外循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理城鎮(zhèn)污水新工藝及數(shù)學(xué)模型研究[D]. 張選軍.同濟(jì)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于CFD的EGSB反應(yīng)器流場(chǎng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 王華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]分層儲(chǔ)熱水箱設(shè)計(jì)及其對(duì)太陽(yáng)能集熱器效率的影響研究[D]. 陳丹丹.蘭州理工大學(xué) 2014
[3]基于CFD的餐廚垃圾生化處理設(shè)備溫度場(chǎng)仿真研究[D]. 宋得雨.北方工業(yè)大學(xué) 2013
[4]基于CFD的UASB反應(yīng)器的模擬與優(yōu)化[D]. 胡函偉.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[5]增強(qiáng)型UASB反應(yīng)器數(shù)值模擬計(jì)算研究[D]. 席鴻遠(yuǎn).哈爾濱工程大學(xué) 2013
[6]EGSB反應(yīng)器結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬研究[D]. 李玉瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[7]沼氣發(fā)酵罐內(nèi)攪拌混合過(guò)程試驗(yàn)及CFD模擬研究[D]. 王潔.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[8]膨脹顆粒污泥床（EGSB）內(nèi)導(dǎo)流流場(chǎng)分析及優(yōu)化[D]. 宋瑩瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[9]CFD對(duì)UASB反應(yīng)器內(nèi)流態(tài)的模擬研究[D]. 全麗君.湖南大學(xué) 2012
[10]采用USR-AF工藝對(duì)牛糞進(jìn)行厭氧處理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉振宇.北京建筑工程學(xué)院 2012



本文編號(hào)：3203234