【摘要】：冬季低溫環(huán)境會大幅減少沼氣池產(chǎn)氣量,在影響農(nóng)戶的用氣的同時,對沼氣池本身也會產(chǎn)生不利影響。冬季利用內(nèi)設加熱器加熱沼氣池,可有效提高沼氣池冬季產(chǎn)氣量,節(jié)約能源和生活成本。本文以8 m3的村鎮(zhèn)戶用沼氣池為對象,研究不同形式的加熱器工作時沼液溫度場及沼氣產(chǎn)量的變化,從而進一步提高冬季加熱沼氣池的加熱效率。研討了沼氣池冬季熱負荷、沉浸式螺旋管加熱器構(gòu)造及其設計方案。對該加熱器的傳熱系數(shù),所需換熱盤管長度以及壁式與地面式加熱器換熱盤管長度等進行了設計計算,同時計算了不同形式加熱器的系統(tǒng)阻力。改進了加熱沼氣池實驗系統(tǒng)。選擇了加熱器主要設備材料,設置了壁式、地面式及其組合等不同類型的加熱器,進行了現(xiàn)場加熱器組裝、檢測系統(tǒng)安裝調(diào)試等施工工藝。完成了沉浸式螺旋管加熱器實驗系統(tǒng)的搭建。分析了實驗中不同溫度監(jiān)測點的數(shù)據(jù)變化,得到了室外溫度對地下1.5 m處的土壤溫度存在影響且間接影響著沼液溫度以及不同加熱器在工作時沼液溫度場分布及沼液平均溫升情況,證明了組合式加熱器盡管平均溫度低于三種獨立加熱器,但沼液溫度場分布更均勻,沼氣產(chǎn)量更高,同時就實驗中出現(xiàn)的狀況提出了一些沼氣池運行維護的意見。根據(jù)沼液及加熱器的特性,對加熱器加熱沼液模型進行了簡化,通過分析模擬結(jié)果、比較模擬和實驗中不同監(jiān)測點的溫變趨勢,找出了模擬與實驗數(shù)據(jù)變化的原因,證明了模擬中除沼液上部監(jiān)測點外,其余監(jiān)測點的溫升趨勢與實驗情況基本相符,模擬值可作為參考。研究表明:當采用單一加熱器加熱沼液時,沉浸式螺旋管加熱器加熱效果和產(chǎn)氣效果優(yōu)于壁式和地面式加熱器;采用組合式加熱器,盡管會降低供回水溫度的平均值,但沼液溫度場更均勻,產(chǎn)氣量更多。因此,采用組合式加熱器加熱沼液是改善冬季沼氣池產(chǎn)氣量的有效措施。
【圖文】：

圖 2.5 沉浸式螺旋管加熱器為了形成對比，在安裝沉浸式螺旋管加熱器的同時，在沼氣池壁和池熱盤管。池底部分采用地熱盤管安裝的工藝，，以回折的方式進行敷設，為 200 mm。利用 Φ16 的塑料袋膨脹 U 型管卡固定，并打入不銹鋼螺釘

而梯子容易破壞換熱盤管，且換熱盤管的存在影響了梯子的使用，此采用家用地板輻射采暖的方式，在換熱盤管上敷設一層水泥，水泥厚度為剛沒過換熱盤管。池壁的換熱盤管同樣采用盤管間距及固定方式，將換熱盤管固在池壁上。壁式加熱器如圖 2.6（b）所示。
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

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3 毛宇飛;齊偉;劉慶君;;螺旋管內(nèi)單相湍流摩擦阻力計算方法新探[J];化工設備與管道;2015年04期

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5 賈玲;邢世錄;田瑞;王麗穎;李嵩;;電加熱沼氣池試驗研究和Fluent數(shù)值模擬[J];可再生能源;2013年11期

6 聶瑩;曾曉楠;;以豬糞為原料的沼液成分分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2013年28期

7 王飛;蔡亞慶;仇煥廣;;中國沼氣發(fā)展的現(xiàn)狀、驅(qū)動及制約因素分析[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年01期

8 徐禮德;仝允桓;;中國農(nóng)村清潔能源發(fā)展分析及建議[J];中國人口.資源與環(huán)境;2011年07期

9 郝先榮;;中國沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];中國牧業(yè)通訊;2011年12期

10 石惠嫻;李永明;朱洪光;王韜;榮凌;裴曉梅;;地源熱泵加溫沼氣池內(nèi)溫度場分布特性分析[J];中國沼氣;2010年06期

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本文編號：2641699