太阳辐射对发酵罐热工性能影响研究

发布时间：2023-05-04 06:05

　　针对目前我国能源紧缺,用能结构不合理,生物质能总量巨大且浪费严重的现状,大力发展沼气工程是一个十分优秀的解决方案,研究恒温厌氧发酵罐的热工性能,对发酵罐内温度能否保持稳定,沼气工程能否高效运行十分必要。太阳照射会引起发酵罐表面温度上升,导致散热量减小,但目前对此尚无深入研究。本文研究了太阳照射对恒温厌氧发酵罐热工性能的影响,建立了发酵罐热损失模型。利用传热学原理主要分析了进出料热损和围护结构散热,在此基础上,本文通过太阳辐射理论分析,研究了太阳照射对发酵罐散热的影响,阐明了在运行过程中的能量损失规律。通过北京嘉孚沼气工程现场试验,对运行现状进行了分析总结。利用所建立理论模型,以嘉孚为例进行了计算,并利用试验数据进行了验证,本文主要研究内容和结论如下:(1)建立了沼气罐热损失理论模型,热损包括罐体围护结构散热、进出料热损失、沼气和水蒸气带走热量,另外,生物热还会弥补一部分热损失。本文计算了罐体围护结构散热和进出料热损失两部分,其余部分所占比例很小,忽略不计。因为发酵罐热损计算时计算周期长、运行参数波动小变化慢、结构简单,因此可采用一维稳态传热模型。太阳辐射变化规律具有一定随机性,计算和预...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沼气工程介绍
        1.2.2 温度对沼气工程的影响
        1.2.3 加热热源和加热方式
        1.2.4 太阳辐射
    1.3 国内外研究现状对本课题的启示
    1.4 本课题研究目标、内容和意义
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究意义
    1.5 本章小节
第2章 太阳辐射下发酵罐散热的理论介绍
    2.1 发酵罐热损失模型
        2.1.1 水分蒸发、沼气带走热量和生物热
        2.1.2 进出料热损失
        2.1.3 发酵罐散热损失
    2.2 太阳辐射引起的散热变化计算
        2.2.1 太阳常数和太阳位置
        2.2.2 直接辐射
        2.2.3 大气散射
        2.2.4 地面反射
        2.2.5 太阳辐射对发酵罐散热的影响计算
    2.3 本章小节
第3章 北京嘉孚热电联产沼气工程系统研究
    3.1 热电联产沼气工程系统概况
    3.2 现场实验测试
    3.3 系统运行情况
    3.4 发酵罐热平衡
        3.4.1 不考虑太阳辐射下的发酵罐热损失计算
        3.4.2 日照辐射计算
        3.4.3 太阳辐射对发酵罐散热的影响
        3.4.4 实验验证
    3.5 本章小节
第4章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 本文的创新点
    4.3 尚待解决的问题
    4.4 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的论文
附录B 攻读学位期间获奖情况



本文编号：3808102