基于热管理器的太阳能加热高效制取沼气系统的设计与分析

发布时间：2022-06-16 09:15

　　沼气作为一种可再生能源,在世界各地得到了快速发展。在我国,农村人口占大多数,在农村中发展沼气项目具有得天独厚的优势。它不仅能够解决农村生活用能的问题,还能够保护环境,增加农民经济效益。总之,大力发展沼气是实现能源和经济可持续发展的有效途径之一。我国北方地区,受寒冷气候影响,沼气发酵温度低,甚至出现冬季池体冻裂的现象,影响了沼气池的连续运行,降低了沼气池产气率。针对这一问题,本文研究利用太阳能加热系统,提高沼气池温度。同时,针对太阳能利用过程中热源温度随时间变化的问题,本文将热管理器应用到沼气池加热系统中,以稳定加热过程中的太阳能热负荷,使沼气池温度保持在高效发酵温度范围内。本文以青岛某规模养猪场为基础,对基于热管理器的太阳能加热高效制取沼气系统进行了设计计算：根据养殖场基本数据设计了容积为94m3的沼气池；在最不利天气条件下计算了94m3的沼气池在高温发酵时总的热负荷和太阳能集热器面积,以及热管理器的相关参数；计算了沼气池加热系统的加热面积,设计了沼气池内部加热器结构及安装方式。对利用热水加热的沼气池内部热传递过程进行了数值模拟,沼气池内布置螺旋盘管换热器。利用Fluent软件模拟了在... 

【文章页数】：76 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 沼气的发展与利用现状
    1.3 沼气池联合外热源增温系统研究现状
    1.4 本课题的选题意义及主要研究内容
2 太阳能、沼气和热管理器的基本理论基础
    2.1 太阳能基本理论基础
    2.2 沼气生产相关理论基础
    2.3 热管理的基础理论
    2.4 本章小结
3 基于热管理器的太阳能加热高效制取沼气系统
    3.1 系统设计及运行方案
    3.2 太阳能加热沼气池数学模型
    3.3 太阳能加热制取沼气系统设计
    3.4 本章小结
4 沼气池加热系统数值模拟
    4.1 模拟软件介绍
    4.2 模拟过程方法
    4.3 沼气池加热系统模型
    4.4 模拟结果及分析
    4.5 本章小结
5 太阳能加热系统效益分析
    5.1 太阳能加热系统的环境效益分析
    5.2 太阳能加热系统的经济效益分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科学研究及发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]高寒地区沼气发酵料液加热增温装置传热特性[J]. 刘建禹,樊美婷,刘科.  农业工程学报. 2011(02)
[2]北方寒冷地区沼气池增保温研究[J]. 庞凤仙,崔彦如,张永锋,郗登宝.  安徽农业科学. 2010(31)
[3]不同处理麦秸厌氧发酵产沼气实验[J]. 张书荣,岳建枝,刘圣勇,卢志广,徐立超,韩延军,吕宏群.  中国沼气. 2010(04)
[4]螺旋管传热系数实验研究和温度场数值模拟[J]. 陈志光,秦朝葵,戴万能.  煤气与热力. 2010(01)
[5]新型太阳能恒温沼气反应装置的运行试验分析[J]. 李传峰,徐小明.  农机化研究. 2010(01)
[6]三级恒温沼气热电联供系统性能分析[J]. 李金平,岳华,柏建华,马涛,王建森,王林军.  中国沼气. 2009(06)
[7]寒地沼气池温控系统研究[J]. 王福全,韩大明,姚春玲,关强.  森林工程. 2009(06)
[8]温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影响[J]. 刘荣厚,王远远,孙辰.  农业机械学报. 2009(09)
[9]寒区太阳能沼气锅炉联合增温沼气池的设计[J]. 赵金辉,谭羽非,白莉.  中国沼气. 2009(03)
[10]沼气池太阳能增温技术研究[J]. 魏兆凯,刘凯,王晓洲.  农机化研究. 2009(05)

硕士论文
[1]寒区户用沼气池联合太阳能增温系统研究[D]. 沈德安.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3653688