生物质致密成型温度场分布模拟研究
发布时间：2022-05-12 18:34
目前,我国的能源结构是以煤、石油、天然气等不可再生能源为主,以风能、太阳能、核能等可再生能源为辅。随着科学技术的发展,能源短缺是我们一直面临的棘手问题,由于化石能源储量有限,大力开采必将枯竭,而生物质能的开发利用可有效缓解资源匮乏的现状。因此,如何开发和利用生物质能是我们现在面临的首要任务。本文针对生物质致密成型机理和压缩过程中加热温度进行分析,利用ANSYS Workbench软件模拟推移阶段成型燃料的温度场分布。假设成型燃料具有一定的密度,忽略摩擦,分别施加100℃、150℃、200℃、250℃、300℃的温度载荷,对不同时刻成型燃料内部温度分布进行仿真分析,并得到每个时刻温度变化规律。为了更深入研究成型燃料内部温度变化,选取三个关键位置,对每个位置的关键点温度变化情况进行研究分析,得出每个关键位置不同时刻的温度变化规律。通过将成型燃料的温度计算结果导入Static Structural项目中,进一步对成型燃料进行热应力-耦合模拟研究,对比分析了不同温度载荷下热应力及应变对成型燃料质量的影响。结果表明:生物质致密成型过程中,当施加较低温度载荷时,成型燃料表面已达到木质素最低软化温度...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究目的与意义
1.3 研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现阶段存在的问题
1.5 课题主要研究内容
2 生物质致密成型技术理论
2.1 成型机理
2.1.1 生物质原料化学成分
2.1.2 生物质致密成型理论分析
2.1.3 生物质致密成型压缩过程分析
2.2 成型工艺
2.2.1 常温成型
2.2.2 热压成型
2.2.3 炭化成型
2.3 成型设备类型及特点
2.3.1 螺旋挤压式
2.3.2 活塞冲压式
2.3.3 压辊式
2.4 生物质成型影响因素
2.4.1 原料种类
2.4.2 原料粒度
2.4.3 成型压力
2.4.4 含水率
2.4.5 成型温度
2.5 本章小结
3 生物质致密成型温度场分析
3.1 有限元法理论基础
3.1.1 ANSYS Workbench软件介绍
3.1.2 有限元分析步骤
3.2 温度场基本理论分析
3.2.1 稳态分析
3.2.2 瞬态分析
3.2.3 辐射分析
3.3 生物质致密成型温度场模拟
3.3.1 成型推移阶段几何模型
3.3.2 设置材料参数
3.3.3 网格划分
3.3.4 施加载荷
3.4 成型区燃料温度场分析
3.5 本章小结
4 关键点温度分布规律研究
4.1 设置关键点
4.2 关键点温度分析
4.3 本章小结
5 成型燃料热应力-耦合分析
5.1 热应力理论研究
5.2 ANSYS Workbench耦合场方法分析
5.3 耦合求解计算
5.3.1 创建项目及设置参数
5.3.2 求解计算
5.4 热应力-耦合分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙柳生物质颗粒致密成型特性的离散元仿真[J]. 李震,王宏强,高雨航,闫莉,王鹏. 锻压技术. 2020(03)
[2]生物质压缩成型过程模型研究现状[J]. 李震,闫莉,高雨航,王宏强,王鹏. 科学技术与工程. 2019(12)
[3]沙柳细枝颗粒致密成型过程中的压缩方式[J]. 李震,高雨航,刘彭. 林业工程学报. 2018(04)
[4]我国能源技术革命形势及方向分析[J]. 饶宏,李立浧,郭晓斌,许爱东,白浩. 中国工程科学. 2018(03)
[5]套筒加热方式对锯屑致密成型的影响[J]. 王雪皓,陈忠加,俞国胜,袁湘月,庞明宏. 林业科学. 2018(02)
[6]菌苞、木屑和烟秆颗粒燃料成型特性研究[J]. 张得政,张霞,杨飞,何东成,刘芮,蔡宗寿. 农机化研究. 2017(10)
[7]生物质成型燃料压缩机理的国内外研究现状[J]. 李伟振,姜洋,阴秀丽. 新能源进展. 2017(04)
[8]生物质致密成型过程中的影响因素分析[J]. 李可,邵悦. 农村牧区机械化. 2017(03)
[9]农林废弃物冷压成型过程热特性分析[J]. 齐天,王志伟,雷廷宙,杨淼,辛晓菲. 河南科学. 2017(01)
[10]秸秆类生物质压力成型过程影响因素研究[J]. 姬爱民,赵荣煊,李海英,张泽. 农机化研究. 2017(02)
博士论文
[1]我国生物质原料资源及能源潜力评估[D]. 张蓓蓓.中国农业大学 2018
[2]齿辊式生物质环模成型机结构与单位能耗研究[D]. 李震.北京林业大学 2015
[3]基于分形理论的柱塞式生物质环模成型模具磨损机理研究[D]. 德雪红.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]薄膜基底结构热应力分析与模拟[D]. 郭学敏.中北大学 2019
[2]基于离散元法的生物质成型传热特性研究[D]. 李玉迪.哈尔滨工业大学 2018
[3]结合自旋生热的高速角接触球轴承温度场及热—应力耦合分析[D]. 宋男.吉林大学 2017
[4]8.2米大采高液压支架有限元分析及轻量化研究[D]. 翟庆波.山东科技大学 2017
[5]基于一维和三维耦合模型的偏滤器烘烤过程热应力分析[D]. 杨世严.大连理工大学 2016
[6]高强度大厚度桩腿板材切割工艺力学行为研究[D]. 张坤.江苏科技大学 2015
[7]环模生物质成型机的研究与设计[D]. 韩盛林.吉林大学 2014
[8]油茶果壳颗粒燃料压缩成型机理及成套设备研究[D]. 魏伟.南昌航空大学 2013
[9]秸秆成型设备环模强度分析[D]. 万鑫镭.河北科技大学 2013
[10]生物质成型工艺及其燃烧性能试验研究与分析[D]. 刘丽媛.山东大学 2012
本文编号：3652795
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究目的与意义
1.3 研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现阶段存在的问题
1.5 课题主要研究内容
2 生物质致密成型技术理论
2.1 成型机理
2.1.1 生物质原料化学成分
2.1.2 生物质致密成型理论分析
2.1.3 生物质致密成型压缩过程分析
2.2 成型工艺
2.2.1 常温成型
2.2.2 热压成型
2.2.3 炭化成型
2.3 成型设备类型及特点
2.3.1 螺旋挤压式
2.3.2 活塞冲压式
2.3.3 压辊式
2.4 生物质成型影响因素
2.4.1 原料种类
2.4.2 原料粒度
2.4.3 成型压力
2.4.4 含水率
2.4.5 成型温度
2.5 本章小结
3 生物质致密成型温度场分析
3.1 有限元法理论基础
3.1.1 ANSYS Workbench软件介绍
3.1.2 有限元分析步骤
3.2 温度场基本理论分析
3.2.1 稳态分析
3.2.2 瞬态分析
3.2.3 辐射分析
3.3 生物质致密成型温度场模拟
3.3.1 成型推移阶段几何模型
3.3.2 设置材料参数
3.3.3 网格划分
3.3.4 施加载荷
3.4 成型区燃料温度场分析
3.5 本章小结
4 关键点温度分布规律研究
4.1 设置关键点
4.2 关键点温度分析
4.3 本章小结
5 成型燃料热应力-耦合分析
5.1 热应力理论研究
5.2 ANSYS Workbench耦合场方法分析
5.3 耦合求解计算
5.3.1 创建项目及设置参数
5.3.2 求解计算
5.4 热应力-耦合分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙柳生物质颗粒致密成型特性的离散元仿真[J]. 李震,王宏强,高雨航,闫莉,王鹏. 锻压技术. 2020(03)
[2]生物质压缩成型过程模型研究现状[J]. 李震,闫莉,高雨航,王宏强,王鹏. 科学技术与工程. 2019(12)
[3]沙柳细枝颗粒致密成型过程中的压缩方式[J]. 李震,高雨航,刘彭. 林业工程学报. 2018(04)
[4]我国能源技术革命形势及方向分析[J]. 饶宏,李立浧,郭晓斌,许爱东,白浩. 中国工程科学. 2018(03)
[5]套筒加热方式对锯屑致密成型的影响[J]. 王雪皓,陈忠加,俞国胜,袁湘月,庞明宏. 林业科学. 2018(02)
[6]菌苞、木屑和烟秆颗粒燃料成型特性研究[J]. 张得政,张霞,杨飞,何东成,刘芮,蔡宗寿. 农机化研究. 2017(10)
[7]生物质成型燃料压缩机理的国内外研究现状[J]. 李伟振,姜洋,阴秀丽. 新能源进展. 2017(04)
[8]生物质致密成型过程中的影响因素分析[J]. 李可,邵悦. 农村牧区机械化. 2017(03)
[9]农林废弃物冷压成型过程热特性分析[J]. 齐天,王志伟,雷廷宙,杨淼,辛晓菲. 河南科学. 2017(01)
[10]秸秆类生物质压力成型过程影响因素研究[J]. 姬爱民,赵荣煊,李海英,张泽. 农机化研究. 2017(02)
博士论文
[1]我国生物质原料资源及能源潜力评估[D]. 张蓓蓓.中国农业大学 2018
[2]齿辊式生物质环模成型机结构与单位能耗研究[D]. 李震.北京林业大学 2015
[3]基于分形理论的柱塞式生物质环模成型模具磨损机理研究[D]. 德雪红.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]薄膜基底结构热应力分析与模拟[D]. 郭学敏.中北大学 2019
[2]基于离散元法的生物质成型传热特性研究[D]. 李玉迪.哈尔滨工业大学 2018
[3]结合自旋生热的高速角接触球轴承温度场及热—应力耦合分析[D]. 宋男.吉林大学 2017
[4]8.2米大采高液压支架有限元分析及轻量化研究[D]. 翟庆波.山东科技大学 2017
[5]基于一维和三维耦合模型的偏滤器烘烤过程热应力分析[D]. 杨世严.大连理工大学 2016
[6]高强度大厚度桩腿板材切割工艺力学行为研究[D]. 张坤.江苏科技大学 2015
[7]环模生物质成型机的研究与设计[D]. 韩盛林.吉林大学 2014
[8]油茶果壳颗粒燃料压缩成型机理及成套设备研究[D]. 魏伟.南昌航空大学 2013
[9]秸秆成型设备环模强度分析[D]. 万鑫镭.河北科技大学 2013
[10]生物质成型工艺及其燃烧性能试验研究与分析[D]. 刘丽媛.山东大学 2012
本文编号：3652795
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3652795.html
