為了更好地研究振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)生物質(zhì)燃料固體成型的影響作用，探索生物質(zhì)燃料固體成型技術(shù)中降低能耗和提高生產(chǎn)率的新途徑，本文設(shè)計(jì)并制作了一套生物質(zhì)燃料固體成型試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)系統(tǒng)包括生物質(zhì)燃料固體成型試驗(yàn)裝置、電液比例液壓系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。此試驗(yàn)系統(tǒng)中成功引入軸向氣壓振動(dòng)和徑向超聲波振動(dòng)，用于試驗(yàn)研究不同振動(dòng)類型和振動(dòng)參數(shù)對(duì)生物質(zhì)燃料固體成型過(guò)程的影響。本文通過(guò)對(duì)揉碎后的玉米秸稈進(jìn)行固體成型驗(yàn)證試驗(yàn)，得出以下結(jié)論： (1)驗(yàn)證了振動(dòng)力場(chǎng)下生物質(zhì)燃料固體成型試驗(yàn)系統(tǒng)的可行性，證明本試驗(yàn)系統(tǒng)可以進(jìn)行生物質(zhì)燃料固體成型的各項(xiàng)試驗(yàn)，為今后對(duì)生物質(zhì)燃料固體成型技術(shù)的研究打下基礎(chǔ)。 (2)在整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)中，電液比例液壓系統(tǒng)可以輸出穩(wěn)定的壓縮力，并實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)能夠連續(xù)、準(zhǔn)確地采集到各傳感器的信號(hào)，保證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

[5]。生物質(zhì)固體成型燃料利用過(guò)程如圖1所示。圖1 生物質(zhì)固體成型燃料利用過(guò)程Fig.1 Application of biomass solidified fuel我國(guó)有豐富的生物質(zhì)資源，如：以玉米秸稈、麥稈、高粱稈、稻草等為主的秸稈生物質(zhì)資源每年約有7億多噸[6]，林木生物質(zhì)資源每年約有3億噸[7]，此外還有豐富的草資源和灌叢植物、水生植物等資源，特別是在西部大開發(fā)中，實(shí)施了退耕還草、還林和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的措施，除了約60億畝天然草原外，人工草地也空前發(fā)展，種植了大量的苜蓿等人工牧草；且為了防風(fēng)固沙，還種植了大量的沙生灌木，這些灌木需定期平茬復(fù)壯。尤其在內(nèi)蒙古生物質(zhì)資源優(yōu)勢(shì)獨(dú)特

壓縮力也主要包括克服物料的變形和移動(dòng)的摩擦阻力。圖3 開式壓縮Fig.3 Open-compaction1.2.1.3 生物質(zhì)燃料固體成型設(shè)備的研究現(xiàn)狀生物質(zhì)固體成型設(shè)備根據(jù)其成型原理的不同主要分為以下三類：活塞沖壓式成型機(jī)、螺旋擠壓式成型機(jī)和輥模擠壓式成型機(jī)[25], [26]。國(guó)外生物質(zhì)燃料固體成型設(shè)備多以木屑等木質(zhì)生物質(zhì)為原料，技術(shù)成熟，設(shè)備可靠、壽命長(zhǎng)且具有很高的自動(dòng)化程度。依托先進(jìn)的生物質(zhì)固體成型技術(shù)與設(shè)備，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)相繼建成了很多生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)廠家。目前，國(guó)外在相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)已轉(zhuǎn)向?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備的優(yōu)化、以及先進(jìn)成型工藝的研究。其中比較典型的幾種生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表2。我國(guó)對(duì)生物質(zhì)固體成型設(shè)備的研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距，成型設(shè)備的研發(fā)是從對(duì)國(guó)外設(shè)備的引進(jìn)和仿制開始的，最早研制開發(fā)的生物質(zhì)成型機(jī)是螺旋擠壓式成型機(jī)，由于其生產(chǎn)連續(xù)、運(yùn)行平穩(wěn)，一直占據(jù)著我國(guó)生物質(zhì)成型機(jī)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。表3所列的是我國(guó)典型生物質(zhì)成型設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，可以看出其裝機(jī)功率都很大

圖 5 試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.5 The picture of experimental system2.2 生物質(zhì)燃料固體成型壓縮裝置的設(shè)計(jì)生物質(zhì)燃料固體成型壓縮裝置是基于三維工程軟件SolidWorks進(jìn)行設(shè)計(jì)的。運(yùn)用SolidWorks軟件對(duì)壓縮裝置的各個(gè)零部件進(jìn)行三維建模，對(duì)裝置整體進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢查，并對(duì)主要零部件進(jìn)行靜態(tài)強(qiáng)度有限元分析。建模完成后，運(yùn)用SolidWorks軟件中的Motion Manager運(yùn)動(dòng)模擬模塊對(duì)固體成型壓縮裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，為成型活塞添加線性馬達(dá)和振動(dòng)激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際工作狀況的模擬，運(yùn)動(dòng)仿真界面如圖6所示。SolidWorks軟件的運(yùn)用可提前預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方案存在的結(jié)構(gòu)問(wèn)題和強(qiáng)度缺陷，使設(shè)計(jì)過(guò)程形象化，大大提高了設(shè)計(jì)效率。最終方案確定后，生物質(zhì)燃料固體成型壓縮裝置在中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院呼和浩特分院中試生產(chǎn)基地進(jìn)行了加工制造。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2849167