基于CFD的厌氧发酵搅拌技术研究开题报告

基于CFD的厌氧发酵搅拌技术研究开题报告一、研究背景和意义随着人口的增长和经济的发展，环境问题日益引发人们的关注。厌氧发酵作为一种环保、高效、低成本的废弃物处理技术，逐渐得到了广泛应用。然而，厌氧发酵过程中混合物的均匀性对发酵效果和产物质量具有重要影响。因此，设计符合厌氧发酵过程需要的搅拌设备和方案，具有重要的理论和实际意义。目前，机械搅拌、气力搅拌等方式广泛应用于厌氧发酵过程中的混合，但是设计一个合适的搅拌设备和方案并不简单。采用计算流体动力学（CFD）技术模拟混合体系运动非常适合分析和优化混合状况。因此，本研究拟采用CFD技术，结合实验研究，探究厌氧发酵搅拌技术，旨在提高厌氧发酵过程的稳定性、效率和产物质量，为环保事业提供有力支撑和保障。二、研究内容与方法本研究将采用数值模拟与实验相结合的方法，系统研究厌氧发酵过程中的搅拌技术。具体研究内容包括：1.厌氧反应器中混合物流动特性的数值模拟；2.不同搅拌设备和方案对厌氧发酵过程性能的影响；3.基于实验和数值模拟结果，设计优化的厌氧发酵搅拌设备和方案。其中，数值模拟将采用CFD软件，建立适合厌氧反应器的数学模型，通过模拟厌氧反应器中混合物的运动状态，分析并比较不同搅拌设备和方案对反应器内部混合程度的影响。实验方面，利用厌氧发酵试验装置开展实验，对不同的搅拌设备和方案进行实验验证。通过对实验结果的分析和对比，进一步确定合适的搅拌设备和方案。三、预期成果和创新点本研究将通过数值模拟和实验研究，系统探究厌氧发酵过程中的搅拌技术，并设计出优化的搅拌设备和方案，预期达到如下成果：1.系统掌握厌氧反应器搅拌过程的物理规律，揭示容器内混合物的流动状态，提高厌氧反应器的混合效率；2.分析并比较不同的搅拌设备和方案，为设计和选择合适的搅拌设备提供依据；3.设计优化的厌氧发酵搅拌设备和方案，提高厌氧发酵过程的效率和稳定性；4.为环保领域提供创新的技术支撑和保障，具有重要的社会和经济意义。四、研究进度安排本研究计划于2022年2月开始，预计研究时间为18个月。研究进度安排如下表：|时间|工作任务||----------------------|-------------------------------------------------------||2022年2月-2022年5月|研究文献调研，确定研究方向与方法||2022年6月-2022年9月|创建数值模拟模型，进行计算与验证，设计实验方案||2022年10月-2023年3月|进行厌氧反应器实验，采集数据，分析实验结果||2023年4月-2023年6月|综合分析模拟与实验结果，设计优化的厌氧发酵搅拌设备和方案||2023年7月-2023年8月|编写论文，完成毕业论文答辩准备||2023年9月-2023年9月底|完成论文排版，准备论文答辩|五、预期经费使用计划本研究所需经费200000元人民币，具体使用计划如下：|费用项目|经费预算（元）||----------|--------------||科研材料费|80000||实验设备费|50000||