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对于厌氧发酵系统,温度分布是否均匀是影响产气效率的关键因素。通过在10 L厌氧反应器中分别对水和TS为12.4%(质量分数)的发酵料液进行加热的热平衡试验,运用Fluent软件对厌氧污泥传热特性进行仿真模拟,通过传感器监测温度变化,得出水的温度分布与高TS料液有很大差异,而且在没有搅拌装置的情况下进行高TS料液的传热仿真,不能将其物性参数默认为水。在对水进行传热仿真时发现,对于低TS料液进行仿真要考虑料液间的对流换热,因此需调用Boussinesq假设,调用该假设后,模拟与试验最大误差仅为4.2%。对换热管壁面厚度设置作出分析并得出:在Fluent中设置虚拟壁面与在Gambit中直接绘制壁面模型具有相同效果,而前者可以简化模型并减少计算时间。此外,在进行高TS仿真时发现最适合这种热水循环加热系统的湍流模型为可实现k-ε模型(Realizable k-ε)。 相似文献
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蚓粪对厌氧发酵影响的初步研究 总被引：4，自引：0，他引：4
为了探究蚓粪对废水厌氧发酵的影响，在厌氧发酵瓶中加入了质量为废水质量5％的蚓粪，使其与不加蚓粪的发酵瓶在同等条件下进行厌氧发酵，从产气量、pH值、COD降解速度等方面进行了两期的对比研究。试验结果表明在加入蚓粪初始，即第一期，试验组比对照组产气量高，pH值有利于发酵进行，但由于蚓粪的加入，厌氧发酵瓶内废水的COD浓度也增大了，这样会加大前期厌氧反应器运行负荷；而在消除蚓粪本身产气的第二期，发酵产气量、COD降解速度都明显优于对照组。试验结果表明，蚓粪对厌氧发酵微生物有明显的促进作用，沼气发酵反应器中加入5％的蚓粪，可以提高沼气产率与GOD降解速率，使pH值更趋稳定。 相似文献
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槽式抛物面太阳能聚光集热器供热厌氧反应器研究 总被引：3，自引：0，他引：3
应用能量密度较高的槽式抛物面太阳能聚光集热器(PTC)为厌氧反应器提供热源,确定装置中重要单元的尺寸,并进行了反应器内部能量平衡的计算,得出8 m~3的地下厌氧反应器内最大2处负荷分别为进料热损失与发酵物料散失热量,分别为16 077.31 k J/d和23 180.01 k J/d。通过计算得出相应的聚光集热器的关键参数,确定光孔宽度b为2.4 m,焦距f为0.6 m,集热板面积为4.16 m~2,集热管直径为0.016 8 m。应用流体力学模拟软件Fluent对反应器内整体的传热效果进行模拟,仿真结果表明反应器内料液温度可维持在35℃左右。采用与设计参数相近的PTC系统和厌氧反应器进行试验验证,厌氧反应器内料液温度保持在33.6~35.8℃,与Fluent仿真结果基本吻合。 相似文献
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《中国沼气》2017,(1)
当干发酵物料TS5%时,物料符合非牛顿流体特性。运用CFD的方法,对物料在厌氧干发酵反应器中的流动进行数值模拟,得到了物料在反应器中的速度场。保证反应器顶部压力3000 Pa和物料在反应器中的流动周期3天的初始条件,对TS 5.4%,TS 9.1%,TS 12.1%,TS 20%这几种物料在反应器中流动的模拟结果进行对比。保持反应器的高度以及流动边界条件不变,通过改变反应器原始模型的高径比,分析TS20%的干发酵物料在这几种反应器中的流动特性。分析结果表明:在贴近反应器壁面处,物料的流速极低,甚至出现了流动停滞,随着物料TS含量增加,反应器内部物料的平均流速降低,混合效果减弱。随着反应器高径比的增加,反应器的有效体积增大,物料在反应器中的平均流速降低,混合效果减弱。该项研究能够使我们获得发酵设备运行时物料在反应器中的速度场,以及观测出随着物料TS含量和反应器高径比的改变,物料流动状态的改变,可为实际工程中反应器的优化设计和运行效率的提高提供参考依据,对实际工程项目具有一定的指导意义。 相似文献
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在试验室条件下,对牛粪高浓度批次厌氧发酵进行试验研究,考察发酵温度、干物质含量和接种率对牛粪高浓度厌氧发酵效果影响。试验结果表明:牛粪高浓度厌氧发酵在工艺上是可行的;高温55℃厌氧发酵较中温35℃厌氧发酵产气快,发酵周期短,但能耗高,二者总累计产气量相近;高温厌氧发酵第15d累积产气量基本都达到了总产气量的95%以上;接种充分和发酵条件适宜条件下,干物质含量TS对累计干物质产气率影响较小,高浓度厌氧发酵可以有效提高反应器效率,且节水节能;随着接种率增大,高温高浓度厌氧发酵启动越迅速,平均日产气量越高,产气速度越快;接种率为30%时,第15d累计产气量为5 113mL,相当总产气量97%。 相似文献
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为验证pH调节与曝气处理对两相厌氧发酵相分离的影响,文章研究了以葡萄糖为底物,不同起始pH值(5.5,6.5,7.5)、不同间隔时间(8h,12h,16h)通入不同量的空气(3 L,5L,8 L),对厌氧发酵产甲烷的影响,并进一步研究了pH调节与曝气处理对秸秆两相厌氧发酵相分离的影响.结果表明:通过连续曝气处理可以降低反应器料液的pH、升高反应器料液的氧化还原电位,起始pH、曝气间隔时间及曝气量分别为6.0,8h和5L对厌氧发酵的产气量和产甲烷量的抑制有明显效果.将秸秆两相厌氧发酵系统中水解产酸相初始pH调到6.5以下,结合每天曝气3次(间隔8小时),每次曝气量≥1L空气·L-1反应器(等于或大于容器体积),不用产甲烷相沼液作水解相消化液补充回流条件下,可以有效地抑制甲烷产生,基本实现两相有效分离. 相似文献
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《中国沼气》2021,(5)
厌氧发酵技术在有机垃圾处理中的应用越来越广泛,但在工程运行中氨氮的抑制问题比较突出。试验对餐厨垃圾厌氧发酵中的氨氮毒性抑制特性进行了研究,通过设置不同氨氮梯度探讨了氨氮对发酵过程产气量、脂肪酸和碱度的抑制影响。试验证明氨氮可以引起发酵系统脂肪酸的积累,尤其是丙酸的积累会造成发酵过程受到抑制。氨氮浓度较低时,可以刺激厌氧发酵的进行,使发酵产气量增加,当氨氮浓度增高到抑制浓度时,发酵产气量明显减少。反应器的碱度都随着发酵过程逐渐升高,但在高氨氮浓度下,C和D反应器的碱度含量相对较低,不足以缓冲发酵体系的pH值,因此反应器发酵过程不稳定。同时高氨氮污水的产生对后续污水的处理也带来了难度。试验证明发酵系统发生氨氮抑制后很难恢复,运行中应加大对氨氮的监测,通过调节物料进入和注入清水等措施控制氨氮浓度。 相似文献
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为了得出一种较为通用的活塞内冷油腔仿真分析方法,采用数值仿真研究方法,从湍流模型、多相流模型、压力速度耦合算法以及油腔几何模型进行油腔CFD仿真分析方法的研究。通过对比分析仿真所得的平均机油填充率、机油分布、壁面平均换热系数和换热系数分布,得出在进行活塞油腔CFD模拟时,标准k-ε湍流模型可以更为经济地进行流动传热计算。可保证计算模拟精度的多相流模型CLSVOF计算结果周期间变化更小,计算结果稳定。活塞油腔瞬态仿真计算时,压力速度耦合算法PISO计算得出的流动换热结果精度更高,收敛速度和达到计算稳定的速度更快,模拟所得流动传热情况更接近实际。全油腔模型模拟效果相对于简化模型效果更好。通过对油腔各壁面区域换热系数随曲轴转角变化的分析得出:振荡过程极大增强了顶面和底面的换热,油腔内壁面中顶部壁面周期平均换热系数最大;底部壁面换热系数变化趋势与顶部壁面变化趋势基本相反,这是由机油分布以及振荡规律决定的;由于侧部壁面未收到机油强烈的冲击,换热系数随曲轴转角变化相对较平缓。 相似文献
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涡轮反应器气固两相流动反应CFD模型数值模拟 总被引：5，自引：0，他引：5
根据涡轮反应器气-固两相流动反应模型,对涡轮反应器中流动、传热、传质和反应进行了系统的数值模拟,得到了各种条件下的颗粒轨迹图、温度分布图、密度分布图、涡轮反应器内连续相(气固混合相)的速度矢量图、轴向速度图、径向速度图、切向速度图、湍流强度分布图和气相湿度图。模拟结果表明：涡轮反应器内物料的运动为强湍流-涡旋流运动;内部的温度分布非常有规律,沿着径向和轴向均存在温度梯度;速度分布和转子叶片的安装角度有着较大的关系,而与热油温度无关;在进口处的速度较大,而后慢慢趋于平缓并达到一个稳态。 相似文献
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为了研究屏蔽泵冷却循环回路与泵内部温升关系,模拟计算了屏蔽电动机内部温度场与压力场的分布以及冷却循环回路中的温升,分析了冷却液与电动机定转子之间的对流换热信息.以冲压成型屏蔽泵实型样机为研究对象,利用工程仿真软件CFD,对屏蔽泵叶轮前后腔体、冷却循环回路等全流场进行热流耦合数值分析.结果表明:屏蔽套间隙内的温升在不同流量工况下温度变化较小,最大温差为0.97 ℃;额定流量工况下,轴孔径的大小对屏蔽电动机的温升影响较小.随着轴孔径的逐渐增大,电动机内的最大温度逐渐减小;在额定流量工况下,由屏蔽泵数值与理论计算两种情况的循环流量与轴孔径的关系可以得出:数值计算与理论计算两者的结果基本一致,研究结果为屏蔽泵冷却循环回路的设计提供理论依据. 相似文献
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根据焦油的物性和分离要求设计了一种适用于干法脱除焦油的新型焦油分离器,该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用.通过对其气相流场的数值模拟发现,壁面降温对其内部的温度场影响明显,这是气体运动传热的结果.旋风分离器内气体温度随着周边气流下行温度逐渐降低,随着中心气流上行而逐渐升高,在径向呈现驼峰状分布.温度降低导致了气体密度增加和粘度减小,以及焦油液滴粘度增加,通过对焦油液滴分离理论和焦油的物性分析得出,壁面降温可以减小切割粒径,有利于提高生物质气化燃气中焦油的分离效率. 相似文献
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对凝固过程中流场、应力场、温度场及微观组织形态进行数值模拟,能帮助工艺设计人员分析不同时刻凝固过程的温度分布、金属流态、结晶晶粒大小、应力分布等重要物理参数,从而预测疏松、偏析、夹杂及热裂纹等缺陷。 相似文献
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