生物質(zhì)資源非常豐富,其高效開發(fā)有助于改善生態(tài)環(huán)境、緩解能源供應緊缺現(xiàn)狀。生物質(zhì)成型技術使松散生物質(zhì)原料致密化,為其它生物質(zhì)能源綜合利用技術提供原料供給。但目前該技術還存在成型流變過程研究不全面、成型質(zhì)量參差不齊、成型設備關鍵部件使用壽命短、設備振動大等發(fā)展問題。開展相關生物質(zhì)成型技術的研究對開辟能源利用新領域具有重要的意義。本文以液壓式生物質(zhì)成型技術為研究對象,在對原料成型特性和成型機理深入理論研究與探討的基礎上,分析整個液壓成型流變過程,提出原料流變演化模型；通過研究生物質(zhì)原料與金屬粉末和土體成型方面的相似之處,將流變學理論知識融入生物質(zhì)原料成型過程研究中,針對原料流變不同成型階段分別建立有限元分析的相關本構(gòu)方程,并結(jié)合彈塑性力學、流變學、粘彈性力學等相關理論知識對成型過程進行數(shù)值模擬,得到生物質(zhì)原料在成型過程中的流變規(guī)律、應力應變分布。研究發(fā)現(xiàn),擠壓原料在流變時外層位移滯后于中層位移,模具錐角處原料流動速度最慢、等效應力和摩擦力最大,模具存在應力集中。研究還發(fā)現(xiàn)原料在成型出模后,仍存有殘余應力,這是原料在后期發(fā)生應力松弛和蠕變現(xiàn)象的原因。借鑒機械產(chǎn)品中改善應力集中問題的思路,提出模... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

活塞式成型部件結(jié)構(gòu)示意圖

螺旋式成型是利用螺桿輸送推進并擠壓生物質(zhì)原料，套筒和螺桿形成一個成型腔，并提供成型壓力，螺旋成型機是最早研制生產(chǎn)的成型機，其主成型部件如圖1一3所示。圖1一3螺旋式成型部件結(jié)構(gòu)示意圖1一驅(qū)動軸;2一原料;3一螺桿;4一連接法蘭;5一成型模具;6一成型棒根據(jù)成型過程中粘結(jié)機理的不同可分為加熱 (withdieheating)和不加熱 (withoutdieheating)兩種形式。一種是先在原料中加入粘結(jié)劑，然后在錐型螺旋輸送器的壓送下，加在原料上的壓力逐漸增大，到達壓縮口時原料所受的壓力最大。原料在高壓下體積密度增大，并在粘結(jié)劑的作用下成型，然后從成型機的出口處被連續(xù)擠出。另一種是在成型套筒上設置加熱裝置，利用原料中的木質(zhì)素受熱塑化的粘結(jié)性，使原料成型。目前，制約螺旋式成型機商業(yè)化利用的主要技術問題有:一是單位產(chǎn)品能耗高，另一個是成型部件壽命短，螺旋桿的端部摩擦使溫度升高，磨損速度加快，其平均壽命僅有60一80h。另外

山東大學碩十學位論文燃料。按照結(jié)構(gòu)不同，可分為平模和環(huán)模兩種形式，成型主要部件見圖1一4，圖1一5。}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} iiiiiiiiiiiiiiiii圖1一環(huán)模式成型部件結(jié)構(gòu)示意圖圖l一5平模式成型部件結(jié)構(gòu)示意圖1一壓輥;2一驅(qū)動軸;3一原料;4一環(huán)模;1一輥子;2一原料;3一平模;4一切5一切刀:6一成刑顆粒刀:5一成犁顆粒用壓輥式成型機生產(chǎn)顆粒成型燃料，一般不需要外部加熱，可根據(jù)原料狀況添加少量粘結(jié)劑，對原料的含水率要求較寬，但壓輥式成型機存在噪聲大、振動大的問題，而且生產(chǎn)的顆粒燃料需要配備各種專用的燃燒鍋爐，而且其關鍵部件—環(huán)模工作壽命低，嚴重阻礙了環(huán)模壓輥式成型機的推廣。.4存在問題生物質(zhì)成型方面的研究己經(jīng)取得了一定進展和成果，但是在研究手段、研究方法和設備整機性能分析方面還存在一定問題:(l)目前生物質(zhì)成型方面的研究成果主要是基于某種條件下進行的試驗研究為主，生物質(zhì)壓縮變形過程的理論研究還不夠深入，原料在壓縮過程中的流變特性研究只進行了一般定性分析


本文編號：3276002