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基于生物质阴燃的大棚供热系统设计,基于,生物,质阴燃,大棚,供热,系统,设计
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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： 刘伟 学 号： 20054024102 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目： 基于生物质阴燃的大棚供热系统设计 指导教师： 王黎明 2009年3月19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：生物质阴燃现状及发展趋势：由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。阴燃：没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。很多固体物质，如纸张、锯末、纤维织物、纤维素板、胶乳橡胶以及某些多孔热固性塑料等，都有可能发生阴燃，特别是当它们堆积起来的时候。阴燃是固体燃烧的一种形式，是无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和温度上升等现象，它与有焰燃烧的区别是无火焰，它与无焰燃烧的区别是能热分解出可燃气，因此在一定条件下阴燃可以转换成有焰燃烧阴燃燃烧条件：(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.张百良.农村能源工程学.北京:中国农业大学出版社.1999.2.樊峰鸣 博士论文.我国农村秸秆成型燃料规模化技术研究.郑州:2005，5.3.马孝琴 博士论文.生物质(秸秆)成型燃料燃烧动力学特性及液压秸秆成型机改进设计研究.郑州:2002.4.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.设计的目的与意义生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，居于世界能源消费总量第4位。据专家预测，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总燃料消耗的40以上。由于生物质替代燃料具有无染污、可再生等显著特点，因此日益受到各国的重视。随着我国经济的不断发展，能源短缺问题显得日益严重，为了解决能源危机、减轻环境污染、保护生态环境，开发利用生物质能显得尤为重要。据预测，地球上可利用的石油将在今后几十年内耗竭，从长远看液体燃料短缺仍将是困扰人类发展的大问题。在此背景下，生物质能作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。由生物质转化而来的燃料比较干净，有利于环境保护。同时使用这类燃料也有助于减少温室气体的排放。实际上这也是很多发达国家开发生物质能的主要动力。生物质能是通过光合作用以生物形态储存的太阳能，可作为能源利用的生物质包括林产品下脚料，薪柴，农作物秸秆及城市垃圾中的生物质废弃物等。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40以上。目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达14401800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的38倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 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。温室大棚生物质阴燃炉能解决的问题阴燃炉主要功能是对各种农业种植、养殖大棚进行升温、降温，它具有体积小、功率大、功能全面、造价低、运行费用低、调温效果均匀等综合优势，解决了农业大棚生产中人工控温技术的多项难题，解决了传统的电空调及热风炉设备投资高、能耗大、效果差、仅适于在高档、高附加值大棚生产中应用的不足。反季节大棚蔬菜生产已成为农业结构调整和增加农业农民收入的重要组成部分，在过去的生产中，由于没有有效的温控设施，大棚内的温度、湿度无法很好地满足蔬菜生产的需要，特别是遇到持续的低温和高湿天气，大棚内的蔬菜会受到冻害和各类菌病病害，会严重影响蔬菜的产量和质量，严重时会出现绝产。应用阴燃炉后，可根据生产情况、天气情况，进行人工调节大棚内的温湿度，有效防止低温冻害和高湿病害，这样不仅能确保的大棚蔬菜的稳产高产，而且可大幅度降低农药用量，为生产无公害蔬菜生产创造了条件本设计的研究方法及技术路线研究方法：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。本设计首先是对阴燃炉及阴燃物质燃烧释放能量维持大棚封闭空间温度进行设计计算，在利用Pro/ENGINEER进行实体造型设计与仿真分析。技术路线如下：1. 查阅并仔细整理资料；2. 实地考察详细记录见闻；3. 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；4. 针对已知不足再次查阅资料以找出最合理的解决办法；5. 确定供热系统的技术参数并进行计算；6. 绘制供热系统图纸；7. 利用Pro/ENGINEER进行实体造型设计与仿真分析；8. 经仿真分析后在改正不足；9. 编写说明书；10. 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，了解阴燃炉的工作原理； 2、3月31日4月5日 实地考察
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