目前,我國餐廚垃圾的年產(chǎn)量巨大,是城市生活垃圾的重要組成部分。利用傳統(tǒng)方式處理餐廚垃圾還存在諸多問題,因此,對于餐廚垃圾資源化處理方法——生化處理機(jī)的研究便成為該領(lǐng)域的新方向。然而,餐廚垃圾生化處理機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法均基于工程經(jīng)驗(yàn),通過與現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行類比設(shè)計(jì),尚缺乏理論性研究的指導(dǎo)。同時(shí),不同的攪拌結(jié)構(gòu)、不同的物料性質(zhì)等因素均會影響處理的速度,而處理速度減慢會造成攪拌時(shí)間增長,從而增大能耗,這在大型處理機(jī)上顯得尤為嚴(yán)重。因此,本文以北京瑞杰靈通環(huán)境技術(shù)有限公司現(xiàn)有餐廚垃圾生化處理機(jī)的攪拌流場作為研究對象,應(yīng)用攪拌混合機(jī)理和計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)的基本理論,采用基于壓力的分離求解方法、RNGκ-ε湍流模型、VOF模型以及多重參考系法,利用Fluent6.3軟件對其內(nèi)部流場的速度和湍流動能分布等進(jìn)行了模擬和研究。 首先,根據(jù)原有處理機(jī)建立流體域模型,利用Fluent軟件模擬獲得流場速度、湍流動能等分布情況,由仿真獲得的攪拌軸總扭矩值計(jì)算得到軸功率值,并通過軸功率經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性。其次,分別對不同攪拌軸轉(zhuǎn)速、不同物料黏度...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源與研究背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景
    1.2 餐廚垃圾生化處理機(jī)攪拌流場仿真的研究進(jìn)展
        1.2.1 概述
        1.2.2 餐廚垃圾生化處理機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 攪拌反應(yīng)器CFD模擬的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的目的與意義
    1.4 課題研究的主要內(nèi)容
2 餐廚垃圾生化處理機(jī)流場仿真的理論基礎(chǔ)
    2.1 攪拌混合技術(shù)
        2.1.1 攪拌混合的原理
        2.1.2 攪拌設(shè)備的特性參數(shù)
    2.2 攪拌器流場模擬的控制方程與模型
        2.2.1 基本控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 氣—液兩相流的模擬模型
    2.3 攪拌機(jī)械的模擬方法
        2.3.1 多重參考系法
        2.3.2 滑移網(wǎng)格法
        2.3.3 混合平面法
    2.4 本章小結(jié)
3 餐廚垃圾生化處理機(jī)流場數(shù)值模擬與結(jié)果分析
    3.1 攪拌反應(yīng)器的幾何建模
    3.2 攪拌反應(yīng)器模型的Gambit前處理
        3.2.1 網(wǎng)格劃分
        3.2.2 流體區(qū)域類型和邊界條件設(shè)置
    3.3 餐廚垃圾生化處理機(jī)的流場模擬過程
        3.3.1 求解器的設(shè)置
        3.3.2 環(huán)境變量與物料參數(shù)的設(shè)置
        3.3.3 物理模型的設(shè)置
        3.3.4 邊界條件的設(shè)置
        3.3.5 Fluent求解
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        3.4.1 生化處理機(jī)的宏觀流場——速度矢量圖
        3.4.2 生化處理機(jī)的湍流動能分布——湍流動能云圖
        3.4.3 生化反應(yīng)器的速度性能與湍動性能研究
        3.4.4 生化處理機(jī)的軸功率計(jì)算與驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
4 工藝參數(shù)研究與改進(jìn)設(shè)計(jì)
    4.1 工藝參數(shù)研究
        4.1.1 不同攪拌軸轉(zhuǎn)速對流場的影響
        4.1.2 不同物料黏度對流場的影響
        4.1.3 不同槳葉安裝角度對流場的影響
        4.1.4 正交模擬實(shí)驗(yàn)與極差分析
    4.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)與模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用
    4.4 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(xiàn)
申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3959357