【摘要】：對生物質(zhì)能源的合理利用不僅可以緩解日益嚴(yán)重的能源危機(jī),也可解決化石能源燃燒所造成的嚴(yán)重環(huán)境污染。然而生物質(zhì)原料過低的能量密度嚴(yán)重限制了生物質(zhì)能源的運(yùn)輸、儲(chǔ)存及利用。通過生物質(zhì)成型裝置對生物質(zhì)原料進(jìn)行壓縮成型不但可以解決上述問題,還可以大大提高生物質(zhì)能源的燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率。然而生物質(zhì)成型裝置的應(yīng)用目前面臨著功耗過高、使用壽命過低及成型塊品質(zhì)差等限制。本文分別從生物質(zhì)成型裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)(如成型模具參數(shù))和成型工藝參數(shù)(如成型壓力、溫度等)兩方面對生物質(zhì)成型過程進(jìn)行了研究及優(yōu)化。研究結(jié)果對于提高成型塊品質(zhì)及成型機(jī)壽命,降低成型過程能耗具有重要意義。本文主要做了如下研究工作:首先,對生物質(zhì)液壓成型機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)及加熱系統(tǒng)進(jìn)行了初步的分析及設(shè)計(jì);針對由于成型模具磨損而嚴(yán)重制約成型裝置壽命的問題,對成型過程中物料在模具中受力情況進(jìn)行了理論分析及推導(dǎo);借助于ABAQUS有限元軟件,對生物質(zhì)成型過程進(jìn)行了模擬,以分析生物質(zhì)成型過程中模具受力情況;以緩解成型模具磨損及提高成型效率為優(yōu)化目標(biāo),分別對成型模具形狀及結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析及優(yōu)化。其次,以精確調(diào)節(jié)成型過程中壓力、溫度、原料濕度、加載速度、保型時(shí)間為目標(biāo),對生物質(zhì)成型實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì);分別對木屑及玉米秸稈原料成型過程進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)研究,以分析工藝參數(shù)對成型過程的影響;對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,得到了各工藝參數(shù)對成型過程影響的顯著性關(guān)系。最后,分別利用最小二乘及最小二乘支持向量機(jī)兩種算法對成型壓力、成型溫度及原料濕度與成型塊品質(zhì)及成型過程單位能耗間的關(guān)系進(jìn)行了建模分析,并且比較了這兩種建模方法在對生物質(zhì)成型過程建模時(shí)的準(zhǔn)確性能及推廣性能;根據(jù)所建模型及實(shí)際情況,得到了成型過程主要優(yōu)化指標(biāo)與工藝參數(shù)間的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),并且利用優(yōu)化算法對成型過程工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK6

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本文編號(hào)：2741348