内外盘管对厌氧发酵罐加热性能的影响
发布时间：2021-03-03 23:20
在沼气工程中,螺旋盘管因具有结构简单、制作方便、换热系数大等优点,被广泛应用于厌氧发酵系统的增温加热,使用方式主要是内盘管和外盘管两种。两种盘管因安装位置的不同而各有优劣,同时也造成了传热过程的差异,进而影响了换热系数和加热效果。目前,国内外盘管增温研究对象主要是TS值较低的发酵原料,对内盘管主要研究其布置方式、温度场的模拟和管内流动特性等方面,而对外盘管加热厌氧发酵系统的研究相对较少,且多为整体换热性能研究和设计计算。在不同工况下内外盘管增温效果对比和差异性方面的研究较少,对干发酵盘管加热过程的研究更是寥寥无几。本文比较研究了在10℃、-10℃环境温度下,TS值分别为0%,8%,20%时,内、外盘管两种加热方式对发酵系统的加热过程和恒温运行过程的影响。对比分析发酵罐加热过程中,内外盘管的总传热系数、加热时长、罐内温度场分布、迪恩数De和场协同数Fc等参数,得到了总传热系数对加热时长、升温速率以及温度均匀性的影响,同时得到内外盘管在增温过程中,升温速率、温度均匀性、总传热系数以及管内速度场和温度场协同性等方面的优劣和差异性以及在长期加热增温的情况下,盘管外侧结垢对...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺旋盘管的物理模型
（d）供热量 35.1 kJ 外盘管加热图 3.2 不同供热量下内外盘管的加热升温速率Fig.3.2 Heating rate of inner and outer coils under different heating quantit2(a)与 3.2 (c)所示，当供热量为 11.2 kJ 时，内外盘管上中下三较为接近，与总传热系数的变化趋势一样，都是随时间逐渐下与总传热系数的下降速度和下降幅度较大，升温速率由 0.3 ℃总传热系数由 80 W/(m2·K)下降到了 60 W/(m2·K)；外盘管升降速度较慢，下降幅度的变化趋势随着时间逐渐变慢最后趋于/min 下降到 0.02 ℃/min，总传热系数由 11 W/(m2·K)下降到了 3.2 (d)所示，当供热量为 35.1 kJ 时，内盘管与外盘管中上中率在整个加热过程中先分散后逐渐接近，即相比于供热量为 1在加热起始阶段的温度分层会更加明显，各层的换热会更剧烈度变化幅度逐渐接近，其中与内盘管相比，外盘管在起始阶段分散程度较低，且整个加热过程中外盘管升温速率的下降趋势
（d）环境温度-10℃外盘管加热图 3.3 不同环境温度下内外盘管加热升温速率.3.3 Heating rate of inner and outer coil heating at different ambient tempera3(a)~(b)可知，内盘管在两种环境温度下，发酵罐中上中下三个整个加热过程中都呈现出先分散后逐渐接近的趋势，上层和中较快，且随时间变化，升温速率处于一直降低的趋势，而下层在加热前期处于一直上升的趋势，之后保持稳定，在加热后期升温的起始阶段，内盘管加热发酵罐内会产生较为明显的温交换剧烈，而在 15 分钟之后，罐内各层温度变化幅度逐渐接近交换趋于平缓，升温速率都稳定在 0.3 ℃/min 附近。由图 3.3 比，因为发酵罐的散热，不同环境温度对外盘管发酵罐的升温过下三层升温速率的差别不大，罐内温度变化速率相对均匀。从的变化与盘管供热量的变化，前者对升温速率的影响更小。同热水进出口位置4 所示为不同热水进出口位置下内外盘管加热升温速率，两种
本文编号：3062118
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺旋盘管的物理模型
（d）供热量 35.1 kJ 外盘管加热图 3.2 不同供热量下内外盘管的加热升温速率Fig.3.2 Heating rate of inner and outer coils under different heating quantit2(a)与 3.2 (c)所示，当供热量为 11.2 kJ 时，内外盘管上中下三较为接近，与总传热系数的变化趋势一样，都是随时间逐渐下与总传热系数的下降速度和下降幅度较大，升温速率由 0.3 ℃总传热系数由 80 W/(m2·K)下降到了 60 W/(m2·K)；外盘管升降速度较慢，下降幅度的变化趋势随着时间逐渐变慢最后趋于/min 下降到 0.02 ℃/min，总传热系数由 11 W/(m2·K)下降到了 3.2 (d)所示，当供热量为 35.1 kJ 时，内盘管与外盘管中上中率在整个加热过程中先分散后逐渐接近，即相比于供热量为 1在加热起始阶段的温度分层会更加明显，各层的换热会更剧烈度变化幅度逐渐接近，其中与内盘管相比，外盘管在起始阶段分散程度较低，且整个加热过程中外盘管升温速率的下降趋势
（d）环境温度-10℃外盘管加热图 3.3 不同环境温度下内外盘管加热升温速率.3.3 Heating rate of inner and outer coil heating at different ambient tempera3(a)~(b)可知，内盘管在两种环境温度下，发酵罐中上中下三个整个加热过程中都呈现出先分散后逐渐接近的趋势，上层和中较快，且随时间变化，升温速率处于一直降低的趋势，而下层在加热前期处于一直上升的趋势，之后保持稳定，在加热后期升温的起始阶段，内盘管加热发酵罐内会产生较为明显的温交换剧烈，而在 15 分钟之后，罐内各层温度变化幅度逐渐接近交换趋于平缓，升温速率都稳定在 0.3 ℃/min 附近。由图 3.3 比，因为发酵罐的散热，不同环境温度对外盘管发酵罐的升温过下三层升温速率的差别不大，罐内温度变化速率相对均匀。从的变化与盘管供热量的变化，前者对升温速率的影响更小。同热水进出口位置4 所示为不同热水进出口位置下内外盘管加热升温速率，两种
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