小型粮食烘干机热风炉优化设计
发布时间：2022-10-29 20:16
随着农业机械化程度的不断提高,粮食干燥的问题日益突出。对粮食干燥设备等农用机械的研究,尤其是对热风炉（粮食干燥的关键部件）的研究显得越来越重要。在国家提出五个发展理念的背景下,对当前燃煤热风炉进行结构优化,将其改造成以生物质为燃料的热风炉,从而降低粮食烘干的成本,减少环境污染,使其更适用于广大农村地区,更具有社会价值。本文所研究的热风炉的主要组成部分包括生物质气化炉、燃烧器和换热器。文章首先对气化炉、燃烧器和换热器的种类进行了详细地介绍,并分析了各种生物质气化炉、燃烧器和换热器的工作原理及特点。在此基础上,结合本文所研究热风炉的工作环境及特点,对各个部件进行了选型,确定固定床上吸式气化炉、鼓风式燃烧器（扩散燃烧器中的一种）以及管壳式换热器（属于间壁式换热器）作为设计方案。在确定热风炉主要组成部分的结构类型之后,结合小型粮食烘干机对热风炉的要求,通过理论计算的方法对热风炉的各个组成部分的结构参数进行了设计。之后,基于各个参数的理论计算结果,获得了燃烧器的基本尺寸及边界条件,并通过FLUENT软件对燃烧器的主体部分进行了燃气燃烧的数值模拟,研究了空气入口直径与燃气入口直径对燃气燃烧特性的影...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 气化炉研究现状
1.2.2 燃烧器研究现状
1.2.3 换热器研究现状
1.2.4 热风炉研究现状
1.3 研究内容与研究方法
第2章 热风炉结构选型及设计
2.1 热风炉设计要求
2.1.1 出口风温的确定
2.1.2 输出热量的计算
2.2 生物质气化炉
2.2.1 生物质气化炉的分类
2.2.2 气化炉选型
2.2.3 气化炉参数设计
2.3 燃烧器
2.3.1 气体燃烧器分类
2.3.2 燃烧器的选型
2.3.3 燃烧器参数设计
2.4 换热器
2.4.1 换热器的分类
2.4.2 换热器的选型
2.4.3 换热器参数设计
2.5 本章小结
第3章 燃烧器的数值分析及优化
3.1 燃烧器数值计算前处理及设置
3.1.1 物理模型
3.1.2 网格划分
3.1.3 流体属性与边界条件
3.2 空气入口直径大小对燃烧的影响分析
3.2.1 气体组分云图的比较
3.2.2 温度场比较
3.3 燃气入口直径大小对燃烧的影响分析
3.3.1 气体组分云图的比较
3.3.2 温度场比较
3.4 本章小结
第4章 换热器的数值分析及优化
4.1 换热器数值计算前处理及设置
4.1.1 物理模型及简化
4.1.2 网格划分
4.1.3 边界条件与物性参数
4.2 换热管管程传热数值模拟及分析
4.2.1 换热管类型
4.2.2 换热管数值模拟结果分析
4.2.3 波纹管结构参数对传热影响分析及优化
4.3 换热器壳程传热数值模拟及分析
4.3.1 几何结构
4.3.2 壳程传热数值模拟结果分析
4.3.3 折流板结构参数对传热影响分析及优化
4.4 本章小结
第5章 结论
5.1 研究总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]管壳式换热器壳程流体流动与传热数值模拟[J]. 付磊,曾燚林,唐克伦,贾海洋. 压力容器. 2012(05)
[2]燃气燃烧器燃烧特性的数值模拟[J]. 周晓波,蒋杰,张号,张传美. 工业锅炉. 2012(01)
[3]横纹管强化传热实验研究与机制分析[J]. 张仲彬,陈玲,徐志明,袁洪利. 中国电机工程学报. 2010(S1)
[4]对生物质气燃烧器轴向温度影响因素的模拟研究[J]. 李海霞,朱跃钊,张维薇. 农机化研究. 2009(09)
[5]新型户用下吸式秸秆气化炉的研究与应用[J]. 曹稳根,高贵珍,方雪梅,钱玉梅,张兴桃,段红. 安徽农业科学. 2008(30)
[6]下吸式固定床气化木薯茎秆试验研究[J]. 骆伟峰,王红林,陈砺,方原欢,周海伦. 广东化工. 2008(06)
[7]旋流燃烧器空气动力场的数值模拟[J]. 林阿彪,方月兰. 东北电力技术. 2007(08)
[8]扁管管内流动与传热的三维数值模拟[J]. 夏文武,喻九阳,熊智强,刘玉华. 石油化工设备. 2007(04)
[9]生物质下吸式气化炉气化制备富氢燃气实验研究[J]. 吕鹏梅,袁振宏,吴创之,马隆龙,常杰. 化学工程. 2007(05)
[10]生物质固定床气化试验研究[J]. 魏敦崧,李芳芹,李连民. 同济大学学报(自然科学版). 2006(02)
硕士论文
[1]日光温室新型燃煤热风炉的设计及推广应用[D]. 史慧锋.新疆农业大学 2013
[2]基于CFD模拟的换热器传热性能分析与优化选型[D]. 李文敏.中国海洋大学 2013
[3]富氢生物质气化气燃烧器结构设计及燃烧特性研究[D]. 崔鹏飞.重庆大学 2013
[4]部分预混式低热值煤层气燃烧器优化设计及燃烧特性研究[D]. 杨鑫.重庆大学 2012
[5]生物质燃料加热设备的设计、分析及试验研究[D]. 张江勇.太原理工大学 2012
[6]扭曲管双壳程换热器传热性能的数值模拟与实验研究[D]. 杨蕾.华南理工大学 2010
[7]波纹换热管的研究与开发[D]. 孙存政.北京化工大学 2009
[8]新型节能热风炉的设计与试验[D]. 张云硕.吉林大学 2009
[9]户用型生物质气化炉的开发与试验研究[D]. 段玉燕.浙江大学 2008
[10]户用型上吸式生物质气化炉的结构设计与试验研究[D]. 李鹏.石河子大学 2008
本文编号：3698352
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 气化炉研究现状
1.2.2 燃烧器研究现状
1.2.3 换热器研究现状
1.2.4 热风炉研究现状
1.3 研究内容与研究方法
第2章 热风炉结构选型及设计
2.1 热风炉设计要求
2.1.1 出口风温的确定
2.1.2 输出热量的计算
2.2 生物质气化炉
2.2.1 生物质气化炉的分类
2.2.2 气化炉选型
2.2.3 气化炉参数设计
2.3 燃烧器
2.3.1 气体燃烧器分类
2.3.2 燃烧器的选型
2.3.3 燃烧器参数设计
2.4 换热器
2.4.1 换热器的分类
2.4.2 换热器的选型
2.4.3 换热器参数设计
2.5 本章小结
第3章 燃烧器的数值分析及优化
3.1 燃烧器数值计算前处理及设置
3.1.1 物理模型
3.1.2 网格划分
3.1.3 流体属性与边界条件
3.2 空气入口直径大小对燃烧的影响分析
3.2.1 气体组分云图的比较
3.2.2 温度场比较
3.3 燃气入口直径大小对燃烧的影响分析
3.3.1 气体组分云图的比较
3.3.2 温度场比较
3.4 本章小结
第4章 换热器的数值分析及优化
4.1 换热器数值计算前处理及设置
4.1.1 物理模型及简化
4.1.2 网格划分
4.1.3 边界条件与物性参数
4.2 换热管管程传热数值模拟及分析
4.2.1 换热管类型
4.2.2 换热管数值模拟结果分析
4.2.3 波纹管结构参数对传热影响分析及优化
4.3 换热器壳程传热数值模拟及分析
4.3.1 几何结构
4.3.2 壳程传热数值模拟结果分析
4.3.3 折流板结构参数对传热影响分析及优化
4.4 本章小结
第5章 结论
5.1 研究总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]管壳式换热器壳程流体流动与传热数值模拟[J]. 付磊,曾燚林,唐克伦,贾海洋. 压力容器. 2012(05)
[2]燃气燃烧器燃烧特性的数值模拟[J]. 周晓波,蒋杰,张号,张传美. 工业锅炉. 2012(01)
[3]横纹管强化传热实验研究与机制分析[J]. 张仲彬,陈玲,徐志明,袁洪利. 中国电机工程学报. 2010(S1)
[4]对生物质气燃烧器轴向温度影响因素的模拟研究[J]. 李海霞,朱跃钊,张维薇. 农机化研究. 2009(09)
[5]新型户用下吸式秸秆气化炉的研究与应用[J]. 曹稳根,高贵珍,方雪梅,钱玉梅,张兴桃,段红. 安徽农业科学. 2008(30)
[6]下吸式固定床气化木薯茎秆试验研究[J]. 骆伟峰,王红林,陈砺,方原欢,周海伦. 广东化工. 2008(06)
[7]旋流燃烧器空气动力场的数值模拟[J]. 林阿彪,方月兰. 东北电力技术. 2007(08)
[8]扁管管内流动与传热的三维数值模拟[J]. 夏文武,喻九阳,熊智强,刘玉华. 石油化工设备. 2007(04)
[9]生物质下吸式气化炉气化制备富氢燃气实验研究[J]. 吕鹏梅,袁振宏,吴创之,马隆龙,常杰. 化学工程. 2007(05)
[10]生物质固定床气化试验研究[J]. 魏敦崧,李芳芹,李连民. 同济大学学报(自然科学版). 2006(02)
硕士论文
[1]日光温室新型燃煤热风炉的设计及推广应用[D]. 史慧锋.新疆农业大学 2013
[2]基于CFD模拟的换热器传热性能分析与优化选型[D]. 李文敏.中国海洋大学 2013
[3]富氢生物质气化气燃烧器结构设计及燃烧特性研究[D]. 崔鹏飞.重庆大学 2013
[4]部分预混式低热值煤层气燃烧器优化设计及燃烧特性研究[D]. 杨鑫.重庆大学 2012
[5]生物质燃料加热设备的设计、分析及试验研究[D]. 张江勇.太原理工大学 2012
[6]扭曲管双壳程换热器传热性能的数值模拟与实验研究[D]. 杨蕾.华南理工大学 2010
[7]波纹换热管的研究与开发[D]. 孙存政.北京化工大学 2009
[8]新型节能热风炉的设计与试验[D]. 张云硕.吉林大学 2009
[9]户用型生物质气化炉的开发与试验研究[D]. 段玉燕.浙江大学 2008
[10]户用型上吸式生物质气化炉的结构设计与试验研究[D]. 李鹏.石河子大学 2008
本文编号：3698352
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