目前大多數(shù)采用全混式連續(xù)攪拌厭氧發(fā)酵反應(yīng)器（CSTR continous stirred tank reactor）的沼氣工程由于混合效果不佳,導(dǎo)致運行效果較差,影響了沼氣產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。影響發(fā)酵過程混合效果的因素主要有反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、攪拌方式、原料特性、試驗溫度等。其中,反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與攪拌方式在沼氣工程建設(shè)完成時,就已經(jīng)固定而難以調(diào)整,本文為獲得較優(yōu)攪拌結(jié)構(gòu)進行研究,具體研究內(nèi)容如下:（1）針對五個配比濃度條件下的混合原料在不同溫度條件下進行粘度測定,確定假塑性流體關(guān)系,獲得最優(yōu)粘度值以供后期計算流體動力學(xué)（CFD）仿真參數(shù)選擇。（2）利用現(xiàn)有的CFD軟件對單層攪拌和雙層攪拌的反應(yīng)器內(nèi)的三維單相湍流流場進行了仿真數(shù)值模擬,將反應(yīng)器內(nèi)液體模擬為單向流,觀察單層攪拌與雙層攪拌對混合原料的混合情況,并分析和討論了不同參數(shù)（攪拌器轉(zhuǎn)速、流場粘度）對反應(yīng)器內(nèi)流場特性（渦量、壓力等）的影響。（3）對攪拌槳三維模型進行實物制作,并進行試驗驗證。經(jīng)過試驗論證,證明CFD模擬仿真效果的準確性,并且比較了單雙層槳葉之間的混合效果、產(chǎn)氣率等,論證單、雙層攪拌結(jié)構(gòu)的混合情況優(yōu)劣。本文針對CSTR、攪拌器等的國內(nèi)... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 CSTR國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CSTR國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 CSTR國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 攪拌器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 攪拌器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀
    1.5 課題來源與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 研究內(nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
2 混合原料表觀粘度特性試驗研究
    2.1 材料與方法
        2.1.1 物料與接種物
        2.1.2 試驗設(shè)計與裝置
        2.1.3 測定指標與方法
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 混合原料粘度特性預(yù)試驗
        2.2.2 混合原料流變特性曲線
        2.2.3 流變指數(shù)
        2.2.4 溫度對流變特性影響
        2.2.5 TS與轉(zhuǎn)速對流變特性的影響
    2.3 本章小結(jié)
3 攪拌槳結(jié)構(gòu)的CFD數(shù)值模擬
    3.1 攪拌槳的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算
        3.1.1 攪拌軸直徑的設(shè)計
        3.1.2 攪拌槳葉設(shè)計
        3.1.3 反應(yīng)器建模
    3.2 單層斜葉槳的流場數(shù)值模擬
        3.2.1 workbench中建立模型并劃分網(wǎng)格
        3.2.2 FLUENT數(shù)值模擬
            3.2.2.1 三大基本方程
            3.2.2.2 Realizable k-ε模型
        3.2.3 流體的運動趨勢
        3.2.4 攪拌槳壓力云圖
        3.2.5 轉(zhuǎn)速與湍流強度的影響
        3.2.6 表觀粘度的影響
    3.3 雙層斜葉槳的數(shù)值模擬
        3.3.1 workbench中建立模型并劃分網(wǎng)格
        3.3.2 FLUENT數(shù)值模擬
        3.3.3 流體的運動趨勢
        3.3.4 轉(zhuǎn)速與湍流強度的影響
        3.3.5 表觀粘度的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 攪拌槳結(jié)構(gòu)設(shè)計的驗證試驗
    4.1 材料與方法
        4.1.1 物料及接種物
        4.1.2 試驗裝置
        4.1.3 試驗方法及工作過程
        4.1.4 測定指標
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 容積產(chǎn)氣率
        4.2.2 產(chǎn)甲烷質(zhì)量分數(shù)
        4.2.3 pH值
        4.2.4 氧化還原電位（ORP 值）
        4.2.5 化學(xué)需氧量(COD)與有機酸(VFA)含量
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]鉻黃攪拌反應(yīng)釜的計算流體力學(xué)模擬研究[D]. 劉凱特.華東理工大學(xué) 2015
[7]米黑霉脂肪酶在畢赤酵母中的表達及分子改造[D]. 劉悅.浙江大學(xué) 2014
[8]螺旋擋板激流式生物反應(yīng)器的流場仿真分析[D]. 黑愛卿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
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本文編號：3706055