在沼氣工程中,螺旋盤管因具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、換熱系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的增溫加熱,使用方式主要是內(nèi)盤管和外盤管兩種。兩種盤管因安裝位置的不同而各有優(yōu)劣,同時(shí)也造成了傳熱過程的差異,進(jìn)而影響了換熱系數(shù)和加熱效果。目前,國內(nèi)外盤管增溫研究對象主要是TS值較低的發(fā)酵原料,對內(nèi)盤管主要研究其布置方式、溫度場的模擬和管內(nèi)流動特性等方面,而對外盤管加熱厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的研究相對較少,且多為整體換熱性能研究和設(shè)計(jì)計(jì)算。在不同工況下內(nèi)外盤管增溫效果對比和差異性方面的研究較少,對干發(fā)酵盤管加熱過程的研究更是寥寥無幾。本文比較研究了在10℃、-10℃環(huán)境溫度下,TS值分別為0%,8%,20%時(shí),內(nèi)、外盤管兩種加熱方式對發(fā)酵系統(tǒng)的加熱過程和恒溫運(yùn)行過程的影響。對比分析發(fā)酵罐加熱過程中,內(nèi)外盤管的總傳熱系數(shù)、加熱時(shí)長、罐內(nèi)溫度場分布、迪恩數(shù)De和場協(xié)同數(shù)F_c等參數(shù),得到了總傳熱系數(shù)對加熱時(shí)長、升溫速率以及溫度均勻性的影響,同時(shí)得到內(nèi)外盤管在增溫過程中,升溫速率、溫度均勻性、總傳熱系數(shù)以及管內(nèi)速度場和溫度場協(xié)同性等方面的優(yōu)劣和差異性以及在長期加熱增溫的情況下,盤管外側(cè)結(jié)垢對... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

螺旋盤管的物理模型

（d）供熱量 35.1 kJ 外盤管加熱圖 3.2 不同供熱量下內(nèi)外盤管的加熱升溫速率Fig.3.2 Heating rate of inner and outer coils under different heating quantit2(a)與 3.2 (c)所示，當(dāng)供熱量為 11.2 kJ 時(shí)，內(nèi)外盤管上中下三較為接近，與總傳熱系數(shù)的變化趨勢一樣，都是隨時(shí)間逐漸下與總傳熱系數(shù)的下降速度和下降幅度較大，升溫速率由 0.3 ℃總傳熱系數(shù)由 80 W/(m2·K)下降到了 60 W/(m2·K)；外盤管升降速度較慢，下降幅度的變化趨勢隨著時(shí)間逐漸變慢最后趨于/min 下降到 0.02 ℃/min，總傳熱系數(shù)由 11 W/(m2·K)下降到了 3.2 (d)所示，當(dāng)供熱量為 35.1 kJ 時(shí)，內(nèi)盤管與外盤管中上中率在整個(gè)加熱過程中先分散后逐漸接近，即相比于供熱量為 1在加熱起始階段的溫度分層會更加明顯，各層的換熱會更劇烈度變化幅度逐漸接近，其中與內(nèi)盤管相比，外盤管在起始階段分散程度較低，且整個(gè)加熱過程中外盤管升溫速率的下降趨勢

（d）環(huán)境溫度-10℃外盤管加熱圖 3.3 不同環(huán)境溫度下內(nèi)外盤管加熱升溫速率.3.3 Heating rate of inner and outer coil heating at different ambient tempera3(a)~(b)可知，內(nèi)盤管在兩種環(huán)境溫度下，發(fā)酵罐中上中下三個(gè)整個(gè)加熱過程中都呈現(xiàn)出先分散后逐漸接近的趨勢，上層和中較快，且隨時(shí)間變化，升溫速率處于一直降低的趨勢，而下層在加熱前期處于一直上升的趨勢，之后保持穩(wěn)定，在加熱后期升溫的起始階段，內(nèi)盤管加熱發(fā)酵罐內(nèi)會產(chǎn)生較為明顯的溫交換劇烈，而在 15 分鐘之后，罐內(nèi)各層溫度變化幅度逐漸接近交換趨于平緩，升溫速率都穩(wěn)定在 0.3 ℃/min 附近。由圖 3.3 比，因?yàn)榘l(fā)酵罐的散熱，不同環(huán)境溫度對外盤管發(fā)酵罐的升溫過下三層升溫速率的差別不大，罐內(nèi)溫度變化速率相對均勻。從的變化與盤管供熱量的變化，前者對升溫速率的影響更小。同熱水進(jìn)出口位置4 所示為不同熱水進(jìn)出口位置下內(nèi)外盤管加熱升溫速率，兩種


本文編號：3062118