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《北方工业大学》 2013年
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基于CFD的餐厨垃圾生化处理设备温度场仿真无极1登录

宋得雨  
【摘要】:在餐厨垃圾生化处理的过程中,加热的方式以及设备内部温度场的分布状况,对生化处理的效率以及能源的有效利用具有重要影响。由于传统的加热方式多是单纯的依靠电能加热而且缺乏对内部温度梯度分布的无极1登录,普遍存在着能源的浪费现象。因此,本文以北京瑞杰灵通环境技术有限公司现有餐厨垃圾生化处理设备为无极1登录对象,分析了热管与太阳能结合应用作为加热热源得可行性,利用计算流体力学CFD方法仿真无极1登录了设备内部温度场分布。在当今资源短缺的形式下,本无极1登录对于餐厨垃圾资源化处理的节能减排具有重要的实际应用价值。 本论文主要做了以下无极1登录工作: 对餐厨垃圾生化处理设备的加热方式进行无极1登录,无极1登录了采用太阳能、热管和其它技术相结合的新型加热技术作为热源的可行性,以代替传统的电能加热方式;分别设计了四周外置热源、四周外置热源加中间轴内置热源和四周外置热源加中间轴加搅拌桨内置热源三种不同热源布置方案,并建立了三维模型,采用Fluent有限元分析软件分别对反应设备温度场进行仿真,获得了三种方案下的温度场分布状态;将设备内温度从环境温度(300K)上升到稳定温度(341K)取了六个温度监测点进行监测,通过对三种方案达到各温度监测点所用的加热时间进行了对比;对原有设备采用电加热与采用太阳能和热管加热的新型设备的耗能进行了分析对比。 无极1登录结果表明: 设备内部温度的上升过程大致可分为三个阶段:加热初期(0-50s),温度上升较快,由初期的室温快速地增长到305K;加热中期(50-800s),温度上升速度较初期有所减缓,但是整体上仍呈上升趋势;加热后期(800s以后),温度逐渐趋于稳定(341K)。通过对三种方案达到各温度监测点所用的时间进行对比,分析可得方案三的加热时间相对方案二可以缩短23%,相对方案一可缩短34%,更能缩短微生物发酵时间,从而节约能耗。通过对比计算可知新型加热方式可以节约85%的能耗,可满足餐厨垃圾生化反应所需要的温度能量要求。尽管方案三相对方案一而言成本略有增加,但是通过模拟结果获知,方案三可以更快的缩短加热初期的时间,即减小其微生物生长延滞期和指数期,快速达到微生物生长的稳定期。从节约能源的长期以及大型设备的加热考虑,采用方案三的热源布置以及新型的热源仍然具有经济可行性。
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X705

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