【摘要】：農林廢棄物、牧草等植物類生物質資源相當豐富,但由于其松散、堆積密度低等特點,收集、運輸及儲存困難,而解決此問題最有效的辦法是通過壓縮對其致密成型。但目前致密成型設備普遍存在能耗高、效率低、關鍵部件磨損嚴重等問題,嚴重制約了成型技術及設備的推廣應用。針對這一問題,本文提出將振動力場引入到生物質致密成型中,利用振動能減小摩擦、振動有利于壓實、加速應力松弛等原理,探索生物質在致密成型過程中,節(jié)能高效、提高成品質量的新途徑。本項目首先研制了振動力場作用下的生物質致密成型試驗系統(tǒng),在此基礎上,以玉米秸稈、小麥秸稈和葵花秸稈為試驗物料,采用正交試驗等方法,確定了上述物料的較優(yōu)成型條件。以此為試驗參數,對三種物料進行了不加振動與疊加振動力場致密成型的對比試驗,分析了振動力場對三種物料致密成型過程中壓縮力、應力松弛、成型塊物理品質,成型塊微觀結構及成型機理的影響。得出以下主要結論:(1)一個完整的生物質致密成型過程一般可分為預壓縮階段、壓縮階段、推移擠出和回程階段。研究表明振動力場對壓縮階段影響較為顯著。在壓縮階段,壓力隨壓縮密度的增加呈指數形式增加。達到相同的壓縮密度,疊加振動能夠降低壓縮力,即振動起到了降低阻力的作用,且振動參數不同,降阻程度不同。(2)壓縮活塞疊加振動可以減小生物質致密成型過程中的最大壓縮力和壓縮能耗,提高成型產品的密度和機械耐久性。(3)當活塞達到相同的壓縮密度,在所選的振動參數范圍內,隨著頻率和振幅的增加,壓縮玉米秸稈和葵花秸稈的壓縮力呈增加趨勢,壓縮小麥秸稈的壓縮力呈先增加后減小的趨勢,但致密成型產品的松弛密度和機械耐久性均增加。(4)壓縮活塞不加振動和疊加不同振幅和頻率的振動壓縮,其應力松弛模型符合2階Maxwell模型;振動提高應力松弛速率、降低應力松弛時間、增加物料的流動性,進而減小變形恢復量、降低能耗、提高產品質量;不同參數的振動對應力松弛作用效果不同。(5)對加振與不加振壓縮得到的三種物料成型塊端面進行纖維觀察發(fā)現,成型塊端面形貌均可分為外層和內層。外層密度較內層密度高,且外層的秸稈散粒體呈“直立”姿勢,而內層秸稈散粒體呈“平鋪”姿勢,其成型機理是以散粒體機械鑲嵌為主的成型方式。振動力場有助于物料均化、小顆粒在大顆粒間的充填以及內應力的減小,致使成型塊品質提高。
【圖文】：

對秸稈壓縮前后微觀結構變化的觀測，提出在橫截面破壞，粒子以相互貼合的形式結合；在縱截面方向上，相互嵌合的形式結合[36-37]。內外學者從不同角度，采用不同方法對于生物質致密成型子間的結合模式都可以用 Rumpf 提出的一種或幾種粘結質致密成型設備型設備按成型原理主要分為：螺旋擠壓式成型設備，活壓式成型設備［38-45］。擠壓式成型設備壓式成型機是最早研制生產的生物質熱壓成型機，結構示平穩(wěn)，但是螺桿磨損嚴重，使用壽命短，單位產品能耗成型過程對物料含水率，顆粒大小等有嚴格要求，因此

振動力場作用下生物質致密成型流變特性及成品微觀結構分析式成型機是靠活塞的往復運動實現生物質原料的壓縮，成型機可由機械驅動活塞或液壓驅動，結構示意圖如圖比，改善了成型部件磨損嚴重的現象，使用壽命有所提，但由于生產過程不連續(xù)，生產率不高，獲得的產品質
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S216

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 杜寶龍;豐鎮(zhèn)電廠~#1爐冷態(tài)空氣動力場試驗[J];內蒙古電力;1989年04期

2 梁振山，隋秀蘭，，張峰奇;一例圓柱形撲滴器空氣動力場介紹[J];電力情報;1996年02期

3 王斌;;四墻切圓爐內冷態(tài)空氣動力場數值試驗研究[J];江西電力;2013年02期

4 楊恒軍;;2號爐冷態(tài)空氣動力場試驗及分析[J];華北電力技術;2007年03期

5 汪瑞昌;;冷爐空氣動力場的測定[J];電業(yè)技術通訊;1957年11期

6 劉向龍;龔光彩;;生物質能空氣動力場冷態(tài)�；瘜嶒炏到y(tǒng)[J];實驗室研究與探索;2010年09期

7 張明春，欒慶富，韓才元;旋轉分離器空氣動力場研究[J];華中理工大學學報(社會科學版);1995年04期

8 趙元賓;孫奉仲;王凱;高明;鄢圣平;高濤;;側風對濕式冷卻塔空氣動力場影響的數值分析[J];核動力工程;2008年06期

9 陳燦;佟晉原;杜云華;劉建文;霍鎖善;焦賢明;李冠武;劉光華;任達青;陳斌;;無煙煤和劣質煙煤分層燃燒爐內空氣動力場研究[J];東方電氣評論;2006年04期

10 ;冷爐空氣動力場的試驗方法[J];中國電力;1959年19期

相關會議論文 前2條

1 于慶錄;燕德國;陳洪利;譚袖;于長紅;;鍋爐冷態(tài)空氣動力場試驗研究[A];《電站信息》2013年第2期[C];2013年

2 羅軍;李欣;;新型噴口空氣動力場的實驗研究[A];全國暖通空調制冷2002年學術年會論文集[C];2002年

相關博士學位論文 前1條

1 馬彥華;振動力場作用下生物質致密成型流變特性及成品微觀結構分析[D];內蒙古農業(yè)大學;2015年

相關碩士學位論文 前8條

1 陳友良;自然通風逆流濕式冷卻塔空氣動力場的優(yōu)化研究[D];山東大學;2008年

2 王強;熱電廠煤粉鍋爐冷態(tài)動力場數值仿真及鍋爐運行方式優(yōu)化研究[D];中南大學;2002年

3 海瑋;寧夏金風煤礦首采區(qū)煤層開采過程中地下水水動力場的演化研究[D];吉林大學;2014年

4 高福東;基于空氣動力場的逆流濕式冷卻塔填料優(yōu)化布置[D];山東大學;2008年

5 劉忠;高原燃油暖風機燃燒室空氣動力場的數值模擬[D];西安建筑科技大學;2004年

6 陳聆;600MW機組鍋爐模型爐內流場PIV測量研究[D];華中科技大學;2005年

7 許碩彥;馬克思的精神動力思想及其當代價值[D];湖北大學;2013年

8 劉丹;一體化爐灶內流場特性研究[D];中國石油大學;2011年

本文編號：2607440