【摘要】： 在嚴(yán)寒地區(qū),由于冬季氣溫、地溫低,沼氣的生產(chǎn)存在產(chǎn)氣率低、使用率低等問題,甚至?xí)霈F(xiàn)凍裂沼氣池的現(xiàn)象,本文針對(duì)這一現(xiàn)象,提出了利用太陽能加熱制取沼氣的新思路,即利用太陽能集熱系統(tǒng)生產(chǎn)的熱水通過沼氣池底部的換熱器來加熱料液,使料液升溫進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)生沼氣,同時(shí)對(duì)沼氣池保溫,減少能耗,提高池溫。論文以實(shí)驗(yàn)研究為主,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)值模擬,驗(yàn)證了在嚴(yán)寒地區(qū)利用太陽能加熱制取沼氣是可以實(shí)現(xiàn)的。 在理論方面,詳細(xì)介紹了太陽輻射、土壤溫度場(chǎng)、沼氣產(chǎn)生的基本理論知識(shí),同時(shí)建立了沼氣池周圍土壤不穩(wěn)定傳熱數(shù)學(xué)模型,并用控制容積法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了離散。 在實(shí)驗(yàn)方面,介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和設(shè)備的選取準(zhǔn)備,并選取實(shí)驗(yàn)中夏季和冬季運(yùn)行比較穩(wěn)定的兩段時(shí)間,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,通過分析可知沼氣池周圍土壤溫度、料液內(nèi)溫度以及換熱器加熱量的變化情況,同時(shí),還計(jì)算出了鋼管換熱器的傳熱系數(shù)。 最后,運(yùn)用MATLAB編制程序,對(duì)沼氣池內(nèi)換熱器的加熱量、沼氣池周圍土壤的溫度場(chǎng)和系統(tǒng)全年運(yùn)行情況進(jìn)行了模擬,分析了換熱器的加熱量和沼氣池周圍土壤溫度的變化規(guī)律,并通過實(shí)驗(yàn)值和模擬值的對(duì)比,驗(yàn)證了模型的正確性。
【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】：2006
【分類號(hào)】：TK6
【圖文】：

根據(jù)標(biāo)定結(jié)果和曲線，選擇感溫特性比較一致的熱電偶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。熱電偶的標(biāo)定曲線如圖3-5 所示。流量測(cè)量?jī)x表采用寧波艾美柯水表有限公司生產(chǎn)的 LXS25E-A 級(jí)旋翼式干式水表。-2 8-

第 3 章 太陽能加熱制沼氣的實(shí)驗(yàn)研究，夏季換熱器傳熱系數(shù)的日平均系數(shù)的日平均值一般在 47.5W/季相差不大（與料液有關(guān)）。由速、料液的濃度成分、載熱介等等，這些都將影響換熱器的點(diǎn)燃與成分測(cè)定

圖 3-16 沼氣點(diǎn)燃Fig.3-16 The ignition of methane圖 3-17 沼氣的連續(xù)燃燒Fig.3-17 The continuous burning of methane3.3.3 沼氣成分的測(cè)定3.3.3.1 測(cè)定方法 沼氣是一種多組分的混合物，因此本實(shí)驗(yàn)采用氣相色譜法測(cè)定其組成成分。氣相色譜法是使用氣相色譜儀來實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分混合物分離和分析的，其流程見圖 3-18。載氣由高壓鋼瓶供給，經(jīng)減壓、干燥、凈化和測(cè)量流量后進(jìn)入氣化室，攜帶由氣化室進(jìn)樣口注入并迅速化為蒸氣的試樣進(jìn)入色譜柱（內(nèi)裝固定相），經(jīng)分離后的各組分依次進(jìn)入監(jiān)測(cè)器，將濃度或質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)阻抗轉(zhuǎn)化和放大，送入紀(jì)錄儀記錄色譜峰[37]。本實(shí)驗(yàn)沼氣組分的測(cè)定是在哈爾濱市煤氣一公司技術(shù)處完成的，所用的儀器是GC9790 型氣相色譜儀。24678氣樣放空

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本文編號(hào)：2796515