微藻是一種能有效利用光能、二氧化碳和水生長的自養(yǎng)植物,在可再生能源制造、食品、醫(yī)藥、環(huán)境檢測及凈化等方面有廣泛應用。光生物反應器作為微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)的核心裝置,對于微藻的規(guī)�；囵B(yǎng)具有重要作用。柱狀鼓泡式和氣升式光生物反應器設(shè)計簡單、運行適應性強并且節(jié)省能源,對于培養(yǎng)微藻很具潛力。本文利用計算流體力學(CFD)方法,對不同氣體分布器結(jié)構(gòu)、導流筒直徑、自由液面到導流筒頂部高度、氣體分布器到導流筒底部高度以及運行參數(shù)(表觀氣速)展開研究,分析柱狀光生物反應器內(nèi)藻液的流動形態(tài)、混合效率及微藻細胞的受光特性,指導反應器結(jié)構(gòu)和運行參數(shù)設(shè)計,提高柱狀光生物反應器性能。在相同的表觀氣速和光照條件下,研究發(fā)現(xiàn)氣體分布器的氣孔分布越均勻分散,導入氣體在反應器內(nèi)分布更加均勻,更有利于反應器內(nèi)藻液的混合,促進了微藻細胞在光區(qū)和暗區(qū)之間循環(huán)流動,使反應器的光暗循環(huán)周期更小且時均光照強度更大。比較柱狀鼓泡式和氣升式反應器性能的研究發(fā)現(xiàn),鼓泡式反應器內(nèi)微藻細胞運動更加隨機,沒有形成固定的流動形式,而氣升式反應器內(nèi)產(chǎn)生了一種均勻流動形式,更有利于反應器內(nèi)中心區(qū)域流體與外部區(qū)域流體的循環(huán)流動,促進微藻細胞在上升區(qū)和下降...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 影響微藻生長的主要因素
    1.3 微藻光生物反應器分類及各自特點
    1.4 提升光生物反應器混合性能的研究現(xiàn)狀
    1.5 微藻光生物反應器光照和混合性能的研究方法
    1.6 本文研究內(nèi)容與論文組織結(jié)構(gòu)
2 柱狀光生物反應器CFD模型的建立
    2.1 數(shù)值計算方法
    2.2 柱狀光生物反應器CFD數(shù)值計算模型
    2.3 柱狀光生物反應器光照模型
    2.4 模型驗證
    2.5 評價參數(shù)的選取
    2.6 小結(jié)
3 進氣布置對柱狀光生物反應器的性能影響
    3.1 進氣布置對柱狀鼓泡式光生物反應器的性能影響
    3.2 進氣布置對柱狀氣升式光生物反應器的性能影響
    3.3 柱狀鼓泡式和氣升式光生物反應器性能比較
    3.4 小結(jié)
4 柱狀氣升式光生物反應器的優(yōu)化
    4.1 導流筒直徑對氣升式反應器性能的影響
    4.2 頂部空隙對氣升式反應器性能的影響
    4.3 氣體分布器空隙對氣升式反應器性能的影響
    4.4 表觀氣速對氣升式反應器性能的影響
    4.5 小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 (攻讀碩士學位期間發(fā)表論文)



本文編號：3792430