振动力场作用下生物质燃料固体成型试验系统研究

发布时间：2020-10-20 21:28

　　 为了更好地研究振动力场对生物质燃料固体成型的影响作用，探索生物质燃料固体成型技术中降低能耗和提高生产率的新途径，本文设计并制作了一套生物质燃料固体成型试验系统。试验系统包括生物质燃料固体成型试验装置、电液比例液压系统和数据采集与分析系统。此试验系统中成功引入轴向气压振动和径向超声波振动，用于试验研究不同振动类型和振动参数对生物质燃料固体成型过程的影响。本文通过对揉碎后的玉米秸秆进行固体成型验证试验，得出以下结论： (1)验证了振动力场下生物质燃料固体成型试验系统的可行性，证明本试验系统可以进行生物质燃料固体成型的各项试验，为今后对生物质燃料固体成型技术的研究打下基础。 (2)在整个试验系统中，电液比例液压系统可以输出稳定的压缩力，并实现了试验过程的自动化控制。数据采集与分析系统能够连续、准确地采集到各传感器的信号，保证了试验数据和试验结果的可靠性。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：TK6
【部分图文】：

[5]。生物质固体成型燃料利用过程如图1所示。图1 生物质固体成型燃料利用过程Fig.1 Application of biomass solidified fuel我国有丰富的生物质资源，如：以玉米秸秆、麦秆、高粱秆、稻草等为主的秸秆生物质资源每年约有7亿多吨[6]，林木生物质资源每年约有3亿吨[7]，此外还有丰富的草资源和灌丛植物、水生植物等资源，特别是在西部大开发中，实施了退耕还草、还林和保护生态环境的措施，除了约60亿亩天然草原外，人工草地也空前发展，种植了大量的苜蓿等人工牧草；且为了防风固沙，还种植了大量的沙生灌木，这些灌木需定期平茬复壮。尤其在内蒙古生物质资源优势独特

压缩力也主要包括克服物料的变形和移动的摩擦阻力。图3 开式压缩Fig.3 Open-compaction1.2.1.3 生物质燃料固体成型设备的研究现状生物质固体成型设备根据其成型原理的不同主要分为以下三类：活塞冲压式成型机、螺旋挤压式成型机和辊模挤压式成型机[25], [26]。国外生物质燃料固体成型设备多以木屑等木质生物质为原料，技术成熟，设备可靠、寿命长且具有很高的自动化程度。依托先进的生物质固体成型技术与设备，美国、欧洲、日本等国家和地区相继建成了很多生物质成型燃料生产厂家。目前，国外在相关领域的关注点已转向对现有设备的优化、以及先进成型工艺的研究。其中比较典型的几种生物质压缩成型机的主要性能指标见表2。我国对生物质固体成型设备的研究起步较晚，与发达国家有很大的差距，成型设备的研发是从对国外设备的引进和仿制开始的，最早研制开发的生物质成型机是螺旋挤压式成型机，由于其生产连续、运行平稳，一直占据着我国生物质成型机市场的主导地位。表3所列的是我国典型生物质成型设备的技术参数，可以看出其装机功率都很大

图 5 试验系统实物图Fig.5 The picture of experimental system2.2 生物质燃料固体成型压缩装置的设计生物质燃料固体成型压缩装置是基于三维工程软件SolidWorks进行设计的。运用SolidWorks软件对压缩装置的各个零部件进行三维建模，对装置整体进行虚拟装配和干涉检查，并对主要零部件进行静态强度有限元分析。建模完成后，运用SolidWorks软件中的Motion Manager运动模拟模块对固体成型压缩装置进行运动仿真，为成型活塞添加线性马达和振动激励，实现实际工作状况的模拟，运动仿真界面如图6所示。SolidWorks软件的运用可提前预测设计方案存在的结构问题和强度缺陷，使设计过程形象化，大大提高了设计效率。最终方案确定后，生物质燃料固体成型压缩装置在中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院中试生产基地进行了加工制造。
【参考文献】

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1 石宝山;瞿金平;周南桥;何和智;;温度和振动力场对聚合物固体物料压实密度的影响[J];工程塑料应用;2006年07期

2 李连诗，张力行，杨效平，钟轼;超声波振动拔管拔丝的研究[J];钢铁;1995年03期

3 廖芹,瞿金平,任鸿烈,刘跃军;振动力场作用下聚合物挤出制品结构与性能的质量控制与优化[J];高分子材料科学与工程;2002年04期

4 刘小勇;李荣丽;孙丽霞;李建永;张占国;吕相艳;;液压式双向冲压秸秆冷压成型机机械系统设计[J];中国农机化;2010年06期

5 张林海;侯书林;田宜水;赵立欣;孟海波;;生物质固体成型燃料成型工艺进展研究[J];中国农机化;2012年05期

6 郝永俊;张曙光;王刚;刘彦博;张秀璋;;生物质固化成型设备的最新研究进展[J];环境卫生工程;2011年04期

7 张海鹰;俞国胜;闫文刚;陈诚;刘小虎;;生物质固体燃料成型装备研究[J];黑龙江农业科学;2010年10期

8 孔雪辉;王述洋;黎粤华;;生物质燃料固化成型设备发展现状及趋势[J];机电产品开发与创新;2010年02期

9 彭太江;杨树臣;杨志刚;程光明;曾平;张德君;;超声波的减摩特性[J];吉林大学学报(工学版);2006年S2期

10 牟君,杨国义,张琪;振动时效消除应力的应用[J];机械工人.冷加工;2005年02期

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1 回彩娟;生物质燃料常温高压致密成型技术及成型机理研究[D];北京林业大学;2006年

2 赵伟利;HPB-Ⅳ型生物质成型机改进设计与试验研究[D];河南农业大学;2007年

3 谢启强;生物质成型燃料物理性能和燃烧特性研究[D];南京林业大学;2008年

4 陈彦宏;振动力场作用下生物质燃料致密成型的试验研究[D];内蒙古农业大学;2010年

5 景果仙;生物质燃料平模成型机设计理论及仿真研究[D];东北林业大学;2010年

6 何继龙;生物质块状燃料成型机的研究设计[D];南京林业大学;2010年

本文编号：2849167