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黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 何萍 学 号: 20054024128 专 业: 机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目: YRL-30型生物质阴燃炉的设计 指导教师: 王黎明 2009年3月18日毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:国内外研究现状针对目前燃料短缺以及农村农作物秸秆被任意遗弃焚烧所带来的一系列不良影响,特别是农作物秸秆的应用进行了一系列研究,在研究中发现,农作物秸秆这种生物质能具有分布分散,热值较低,集中应用时收集、运输成本较高等特点,并且自然堆积呈多孔介质状,容易实现阴燃。所谓阴燃,是一种缓慢、低温、无火焰的燃烧方式,氧气直接侵入固体燃料表面,通过燃料本身燃烧释放的热量得以自维持传播。其特点是,在温度较低、热量较小的环境下就可以发生并维持。随着农民生活水平的提高,农业设施、装备的广泛应用,农村住宅,蔬菜大棚、畜禽舍等农业设施供暖,农产品干燥的能量需求不断增长。和发电、城市工业、民用耗能相比,农村上述耗能分散分布、负荷强度小,更注重经济性。秸秆阴燃热释放速率低、可就地取材、经济方便,特别适合用来满足农村上述热能的需求。利用秸秆阴燃来解决我国广大农村较小负荷供热用能问题,在目前我国能源十分紧缺的情况下,将具有很好的经、社效益和广泛的应用前景,也应该是秸能源用的一方向。阴燃作为直接利用技术的一种,与通常伴随有火焰产生的快速氧化反应的有焰燃烧不同,有其自身的特点。阴燃是一种典型的无焰燃烧现象,一般发生在多孔固体燃料内部的、以异相反应为主的表面燃烧过程,其显著特征有三:缓慢、低温和无焰。80年代,由于火灾危害日益严重,欧、美、日等发达国家对其研究加以重视。同时,由于计算机的发展,使阴燃的数值模拟成为可能,通过对阴燃着火过程的模拟,结合试验对比,使人们对阴燃机理有了进一步的了解。阴燃是燃烧学科中新兴的一个分支,目前对于阴燃的研究,国外主要是以火灾预防为背景,侧重于研究阴燃的传播以及向明火转变的规律和特征迄今为止,人们对阴燃反应机理的了解还不很深刻,通常认为阴燃包括热干燥、降解和残炭氧化三个过程。燃料中除内部水分外还含有大量的自由水分,所以加热干燥是一强烈的吸热过程。降解过程既包含吸热过程又包含放热过程,在缺氧的条件下燃料吸热裂解释放出挥发成分,留下重量很轻、形状基本不变的多孔残炭,这是吸热过程,又叫热解。在温度适宜的条件下,挥发气体遇氧发生放热的氧化反应。氧也可参加降解过程,氧足够的情况下降解也可是净放热的。剩余的残炭与氧发生放热反应,维持阴燃的传播。近些年来对阴燃的研究工作主要集中在阴燃波的传播规律和传播特性上,着重探讨了影响阴燃波传播过程的主要因素。阴燃燃烧条件:(1) 发生阴燃的内部条件是,可燃物必须是受热分解后能产生刚性结构的多孔碳的固体物质。如果可燃物受热分解产生的非刚性结构的碳,如流动焦油状的产物,就不能发生阴燃。这说明,产物的分子结构和原材料热解方式在决定物质燃烧特征中起着十分重要的作用。由丙烯腈和苯乙烯接枝的多元醇制得的柔性泡沫材料,在高温下产生刚性很强的碳,故而很容易进行阴燃。而纯纤维受热时产生很少的碳,因此不易发生阴燃。(2) 发生阴燃的外部条件是有一个适合供热强度的热源。所谓适合的供热强度是指能够发生阴燃的适合温度和一个适合的供热速率。假定阴燃过程中,活性物、焦炭和灰三种物质的密度是恒定的,但它们各自占固体质量的份额随阴燃而改变,确定了阴燃过程固体颗粒的体积收缩速率及填充空隙率变化数学模型.对上方具有空气掠过的水平纤维质填充床,从点火到稳态传播的阴燃过程进行了模拟计算.计算结果表明,空隙率随阴燃过程增大,从而加快了阴燃传播速度,提高了其峰值温度.水平填充床表面下沉所引起的固-固辐射换热在阴燃模拟计算中则可以忽略不计.参考文献1.孙文策,郭晓平,解茂昭,等自然流动下竖直阴燃的传播和气体成分J3燃料科学与技术,2002,8(2):1881912.孙文策,解茂昭燃池的工作特点和热能利用分析J中国能源,1994(8):38413.孙文策,解茂昭,徐敏燃池内阴燃过程的实验分析研究J工程热物理学报,2000,21(3):3933964.岳建芝 硕士论文.中国与工AE国家生物质能利用比较研究.河南农业大学,郑州:2001.5.邱凌,郭康权.生物质能转换技术.西北农业大学出版社:2002.6.车战斌.生物质就地及时压缩成型技术Highzones技术J.中国能源,2005,27(1):28-31.7.徐康富,马永亮,常新莲,郝吉明.生物质型煤成型技术开发实验研究J.环境污染与防治,2002,24(5):261-264.8.盛奎川,吴杰.生物质成型燃料的物理品质和成型机理的研究进展J.农业工程学报,2004,20(2):242-245.9.赵廷林,舒伟,邓大军,曹冬辉,王鹏. 生物质致密成型技术研究现状与发展J.新能源产业,2007,(6):29-33.10.樊峰鸣,张百良.生物质成型燃料的技术及产业化前景分析J.河南农业大学学报,2005.39(1):111-115.11.董宏林.生物质能源转换新技术及其应用J.宁夏农林科技,1999,(6):10-17.12.袁振宏,吴创之,马隆龙.生物质能利用原理与技术M.北京:化学工业出版社2005.13.翁伟 硕士论文.HPB一型液压式生物质(秸秆)成型机的设计及试验研究.郑州:2006.14.张百良,李保谦等.HPB一I型生物质成型机的试验研究.农业工程学报,1999,15(3):133-136.15.杨太军,朱柏林等.柱塞式压块机压块成型理论分析与试验研究.农业机械学报,1995,26(3):51一56.2.设计的目的与意义阴燃是一种缓慢、低温、没有火焰的燃烧方式,靠氧气直接和凝聚相燃料反应放出的热量维持。阴燃常发生于高分子固体燃料缺氧燃烧(从绝氧热解到高效燃烧之间很广的范围)过程,广泛存在各种火灾中,特别是垃圾填埋场火灾、森林火灾、煤矿废矿渣火灾、仓库粉体堆积物火灾过程中。近年来,在新开发的生物质能利用技术,如生物质气化、炭化技术,生物质阴燃技术中也广有涉及。生物质固化成型燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后,送人成型器械中,在外力作用下,压缩成需要的形状。然后,作燃料直接燃烧,也可进一步加工,形成生物炭。在国外,该生产方法已经成熟,如丹麦、德国、比利时、美国、日本等国家已实现了工厂化生产,其产品主要用于取暖炉、锅炉发电等。目前,我国研究和开发出的生物质固化成型机也已应用于生产。生产的致密成型燃料,也已应用于取暖和小型锅炉。经测定,该种燃料排放的污染物低于煤的,是一种高效、洁净的可再生能源。直接燃烧生物质的热效率仅为1030,而生物质制成颗粒以后经燃烧器(包括炉、灶等)燃烧,其热效率为8789,热效率提高5779个百分点,节约了大量能源。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告3本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):生物质阴燃池存在的问题生物质阴燃目前较多是采用燃池,燃池缺点主要有:燃池建于地下,体积庞大,和周围土壤直接接触,烟气直接排在室外,热容量大;建燃池要在地下挖出很大的坑,施工较困难;使用不够灵活,由于燃池大,阴燃过程中途点燃和熄火麻烦,难以根据需要灵活应用。室内生物质阴燃炉能解决的问题室内生物质阴燃取暖炉可解决上述问题:将取暖炉放于室内,使阴燃产生的热量全部释放于室内,热效率高;炉体大小根据需要设计生产,制作、搬运方便;可根据天气情况或实际需要决定是否应用取暖炉,应用灵活方便。本设计的研究方法及技术路线研究方法Pro/ENGINEER工具软件是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称PTC)的重要产品。在目前的三维造型软件中占有重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。作为高等学校和研究机构来说,该软件是进行设计的重要工具。Pro/ENGINEER第一个提出参数化设计的概念,并且采用了单一的数据库来解决特征的相关性问题。Pro/ENGINEER基于特征方式,能够将设计至生产过程集成到一起,实现并行工程设计。Pro/ENGINEER软件的CAE模块具有强大的工程分析能力。在Pro/MECHANICA模块中可对零件模型进行有限元分析和优化;在机构运动模块中,可对零部件模型进行机构运动仿真,并获得距离、速度等输出曲线。本设计首先是对阴燃炉进行设计计算,在利用Pro/ENGINEER进行实体造型设计与仿真分析。阴燃炉简图如下技术路线如下:1.查阅并仔细整理资料;2.对所整理资料及记录进行分析进一步找出现有阴燃炉的不足;3.针对已知不足再次查阅资料以找出最合理的解决办法;4.散热量及其它参数的计算;5.阴燃炉初步尺寸计算;6.利用Pro/ENGINEER进行实体造型设计与仿真分析;7.找出不足并改进;8.编写说明书;9.准备答辩。4.论文工作进度安排1.3月20日3月30日 查阅相关资料,了解气化炉的工作原理; 2.3月31日4月5日 实地考察气化炉,找出

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