發(fā)布時間：2020-05-21 18:17

【摘要】：生物質(zhì)秸稈是我國的寶貴資源,熱特性是秸稈能源化利用的基礎,為了進一步分析探討不同地域、不同種類生物質(zhì)秸稈熱特性,采集水稻、小麥和油菜三種生物質(zhì)秸稈樣品485個,其中水稻317個,小麥46個,油菜122個,測定樣品在常溫下的比熱容和導熱系數(shù),比較分析不同地域、不同種類生物質(zhì)秸稈的比熱容和導熱系數(shù),探討不同含水率、不同粒徑、不同堆積密度對其比熱容和導熱系數(shù)的影響。另外,使用DSC200F3型差式量熱掃描儀,采用參比法測定了水稻和小麥的比熱容,對用品比熱容測定結果和DSC曲線進行了統(tǒng)計和分析,并使用MATLAB對樣品的DSC曲線分別進行高斯函數(shù)(Gaussian)、多項式函數(shù)(Polynomial)和有理數(shù)函數(shù)(Rationd)擬合,分別建立了水稻和小麥秸稈比熱容擬合模型,并對模型進行了外部驗證。主要研究結果如下： (1)比較不同地域、不同種類的生物質(zhì)秸稈的比熱容和導熱系數(shù),結果表明,對于水稻秸稈比熱容而言,湖北、湖南和云南的水稻秸稈比熱容之間均有極顯著差異。對于水稻秸稈導熱系數(shù)而言,湖北和湖南之間無明顯差異,云南省水稻秸稈的導熱系數(shù)與湖南和湖北的之間具有極顯著差異；對于油菜秸稈而言,湖南和四川的油菜秸稈比熱容和導熱系數(shù)與湖北省之間有極顯著差異,湖南和四川之間無顯著差異。通過對不同種類生物質(zhì)秸稈熱特性分析比較可知,小麥秸稈和油菜秸稈比熱容之間無顯著差異,但二者都與水稻秸稈有極顯著性差異；水稻秸稈和油菜秸稈導熱系數(shù)之間有顯著性差異,水稻與小麥、油菜與小麥導熱系數(shù)之間無顯著性差異。 (2)探討了不同的含水率、粒徑以及堆積密度各個因素對導熱系數(shù)和比熱容的影響。結果表明,在一定范圍內(nèi),隨著含水率的增大,導熱系數(shù)逐漸增大,含水率對小麥秸稈的導熱系數(shù)影響顯著,對水稻秸稈、油菜秸稈的導熱系數(shù)影響極顯著；比熱容呈現(xiàn)出減小的趨勢,含水率對水稻秸稈比熱容影響不顯著,對小麥秸稈比熱容有極顯著影響。使用篩網(wǎng)將水稻秸稈樣品分成5種顆粒粒徑的樣品,分別是20目、20-40目、40-60目、60-80目以及80目。隨著顆粒粒徑的減小,導熱系數(shù)逐漸增大,水稻秸稈樣品的比熱容先增大,在80目的時候又有所減小。方差分析結果表明,粒徑的大小對水稻秸稈的導熱系數(shù)和比熱容都有極顯著影響。隨著堆積密度的增大,水稻秸稈、小麥秸稈和油菜秸稈樣品的導熱系數(shù)值明顯增大,堆積密度對水稻秸稈導熱系數(shù)有極顯著影響,對小麥秸稈和油菜秸稈的導熱系數(shù)影響顯著。然而隨著堆積密度的改變,三種秸稈樣品的比熱容變化不明顯,方差分析也表明堆積密度對三種秸稈樣品的比熱容影響不顯著。 (3)利用DSC200F3型差式量熱掃描儀,采用參比法分別測定了水稻和小麥樣品在不同溫度下的比熱容,并對測定結果和DSC曲線進行了統(tǒng)計分析；采用高斯函數(shù)(Gaussian)、多項式函數(shù)(Polynomial)和有理數(shù)函數(shù)(Rationd)分別對水稻和小麥樣品的DSC曲線進行擬合,建立了水稻秸稈和小麥秸稈比熱容擬合模型。結果表明,在30℃-200℃溫度范圍內(nèi),水稻秸稈比熱容介于0.7886J/mg.K-6.5895J/mg.K之間,小麥秸稈比熱容介于0.5831/mg.K-6.4835J/mg.K之間,溫度對比熱容有很大影響,同時受地域、品種和生長環(huán)境的影響也較大；水稻秸稈和小麥秸稈品種間的DSC曲線的變化規(guī)律及形狀基本一致,DSC曲線是近似于正態(tài)分布曲線,并有明顯的“拖尾”現(xiàn)象；水稻秸稈和小麥秸稈比熱容曲線可以采用高斯函數(shù)(Gaussian)進行描述,水稻秸稈比熱容測試值與擬合模型預測值之間的相關系數(shù)R2為0.9986；和方差SSE和標準差RMSE值分別為0.6481和0.0454；小麥秸稈比熱容測試均值與擬合模型預測值之間的相關系數(shù)R2為0.9988；和方差SSE以及均方根誤差RMSE值分別為0.8312和0.0514,有較高的預測精度。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S216.2

【參考文獻】

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5 陳s，

本文編號：2674700