EGSB生物制氫反應(yīng)器流場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間：2020-12-31 07:17
氫氣是清潔、高效、可再生能源,也是化石燃料的理想替代品之一。生物制氫具有回收能源和凈化環(huán)境的雙重功效。提高生物產(chǎn)氫能力、降低制氫成本是生物制氫技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。當(dāng)前,關(guān)于生物制氫機(jī)理與產(chǎn)氫菌的研究報(bào)道甚多,但是鮮見(jiàn)關(guān)于生物制氫反應(yīng)器物理性質(zhì)的研究報(bào)道。研究和了解生物制氫反應(yīng)器的運(yùn)行機(jī)理是成功開(kāi)展反應(yīng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)行的先決條件。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)確定的生物處理過(guò)程,反應(yīng)器必須能夠提供最佳的剪切效應(yīng),良好的傳質(zhì)與混合環(huán)境,包括pH、溫度和基質(zhì)濃度的合理調(diào)控。目前,雖然已有很多的生物制氫反應(yīng)器投入使用,但是絕大多數(shù)都是由半經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)而成,關(guān)于此類(lèi)反應(yīng)器流體力學(xué)參數(shù)的定量分析甚少涉及。針對(duì)以上問(wèn)題,本論文以EGSB生物制氫反應(yīng)器為研究對(duì)象,借助計(jì)算流體力學(xué)工具,首次構(gòu)建了EGSB反應(yīng)區(qū)三相流體力學(xué)模型和EGSB全反應(yīng)器三相流體力學(xué)-反應(yīng)動(dòng)力學(xué)耦合模型。并借助模型,開(kāi)展EGSB生物制氫反應(yīng)器流場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化研究。為獲取反應(yīng)器優(yōu)質(zhì)流場(chǎng),提高生物產(chǎn)氫效能,選取合適的水力停留時(shí)間,至關(guān)重要。當(dāng)水流上升流速適中時(shí),顆粒污泥之間的相互擾動(dòng)和軸向脈動(dòng)較小,但同較低液面上流速度相比,液體的混合和紊動(dòng)程度較好,同較...
【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
LDA測(cè)量與CFD模擬結(jié)果對(duì)照Fig.1-1FlowpatterncomparisonbetweenLDAmeasurementsandCFDprediction
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文布圖像。通過(guò)測(cè)定流場(chǎng)所引起的許多電位，ERT 可用于闡明反應(yīng)器內(nèi)的電阻ERT 能辨別三維情況下的不同混合模式，Holden 等人[75]檢測(cè)生產(chǎn)規(guī)�？苫旎旌瞎に嚕谝粋�(gè)新型固定床反應(yīng)器的大尺寸物理模型中，設(shè)置 8 塊測(cè)量板上面有 16 個(gè)電極，利用 ERT 技術(shù)進(jìn)行流動(dòng)測(cè)定。所獲得的電導(dǎo)率層析圖像量顯示通過(guò)反應(yīng)器的流態(tài)，證明 ERT 具有良好的時(shí)空辨析率，參見(jiàn)圖 1-2solet 等人[76]研究關(guān)于氣泡床反應(yīng)器中流變學(xué)對(duì)氣體流態(tài)影響的試驗(yàn)分析，利壓探頭和 ERT 兩種試驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定反應(yīng)器的平均氣含率，此外，ERT 還能供柱截面內(nèi)的氣相的二維圖像。Stanley 等人[77]利用一種最新開(kāi)發(fā)的 ERT 系一個(gè)攪拌式生化反應(yīng)器的三維流體空間內(nèi)生成并分析大約 2500 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，了詳細(xì)的流場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)。
藝實(shí)驗(yàn)的手段間接驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。還有一些研究雖然應(yīng)用 CFD 技術(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證，處于理論STR 反應(yīng)器的數(shù)值模擬；Wells 和 Ra驗(yàn)測(cè)量聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 測(cè)量技術(shù)等實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)的結(jié)合，已用并取得了很好的效果，充分體現(xiàn)了用 CFD 與 PIV 結(jié)合技術(shù)對(duì)化工反應(yīng)粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV）和穩(wěn)態(tài)法流時(shí)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)。饒麒等[86]對(duì)攪 1-3 UV 技術(shù)顯示的 CSTR 反應(yīng)器流場(chǎng)形w pattern illuminated using UV Fluorescenc
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]20℃EGSB反應(yīng)器中顆粒污泥的微生物種群結(jié)構(gòu)分析[J]. 邢薇,左劍惡,林甲,李津. 環(huán)境科學(xué). 2008(09)
[2]厭氧懸浮床反應(yīng)器的膨脹模型研究[J]. 王凱軍,賀延齡,江翰,閻中. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2008(03)
[3]計(jì)算流體力學(xué)在水處理反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)行中的應(yīng)用[J]. 馮騫,薛朝霞,汪翙. 水資源保護(hù). 2006(02)
[4]有機(jī)負(fù)荷及水力條件對(duì)EGSB運(yùn)行效果影響的研究[J]. 江瀚,王凱軍,倪文,石憲奎. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2005(01)
[5]Rushton槳攪拌槽內(nèi)平均流場(chǎng)的二維PIV試驗(yàn)研究[J]. 高殿榮,王益群,Acharya Sumanta. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(12)
[6]攪拌槽內(nèi)黏性流體流動(dòng)的DPIV測(cè)量與CFD模擬[J]. 饒麒,樊建華,王運(yùn)東,費(fèi)維揚(yáng). 化工學(xué)報(bào). 2004(08)
[7]用計(jì)算流體力學(xué)法建立熱管生物反應(yīng)器傳熱數(shù)學(xué)模型[J]. 王煜,許克,李冰峰,張贛道. 化學(xué)工程. 2004(03)
[8]海水脫硫曝氣池流場(chǎng)的CFD分析[J]. 張小可,姚彤. 動(dòng)力工程. 2004(02)
[9]大型海水淡化裝置流場(chǎng)數(shù)值模擬及其優(yōu)化[J]. 龐虹,姚征. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù). 2004(01)
[10]PIV技術(shù)的幾種實(shí)現(xiàn)方法[J]. 孫鶴泉,沈永明,王永學(xué),康海貴,李廣偉. 水科學(xué)進(jìn)展. 2004(01)
博士論文
[1]典型廢水厭氧處理反應(yīng)器流場(chǎng)分析與優(yōu)化研究[D]. 張冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]附著型和顆粒型膨脹床生物制氫反應(yīng)器的運(yùn)行調(diào)控[D]. 郭婉茜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]水流對(duì)混凝沉淀影響研究[D]. 詹詠.河海大學(xué) 2001
碩士論文
[1]沉淀池重要結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[D]. 何國(guó)建.河海大學(xué) 2004
本文編號(hào)：2949208
【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
LDA測(cè)量與CFD模擬結(jié)果對(duì)照Fig.1-1FlowpatterncomparisonbetweenLDAmeasurementsandCFDprediction
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文布圖像。通過(guò)測(cè)定流場(chǎng)所引起的許多電位，ERT 可用于闡明反應(yīng)器內(nèi)的電阻ERT 能辨別三維情況下的不同混合模式，Holden 等人[75]檢測(cè)生產(chǎn)規(guī)�？苫旎旌瞎に嚕谝粋�(gè)新型固定床反應(yīng)器的大尺寸物理模型中，設(shè)置 8 塊測(cè)量板上面有 16 個(gè)電極，利用 ERT 技術(shù)進(jìn)行流動(dòng)測(cè)定。所獲得的電導(dǎo)率層析圖像量顯示通過(guò)反應(yīng)器的流態(tài)，證明 ERT 具有良好的時(shí)空辨析率，參見(jiàn)圖 1-2solet 等人[76]研究關(guān)于氣泡床反應(yīng)器中流變學(xué)對(duì)氣體流態(tài)影響的試驗(yàn)分析，利壓探頭和 ERT 兩種試驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定反應(yīng)器的平均氣含率，此外，ERT 還能供柱截面內(nèi)的氣相的二維圖像。Stanley 等人[77]利用一種最新開(kāi)發(fā)的 ERT 系一個(gè)攪拌式生化反應(yīng)器的三維流體空間內(nèi)生成并分析大約 2500 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，了詳細(xì)的流場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)。
藝實(shí)驗(yàn)的手段間接驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。還有一些研究雖然應(yīng)用 CFD 技術(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證，處于理論STR 反應(yīng)器的數(shù)值模擬；Wells 和 Ra驗(yàn)測(cè)量聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 測(cè)量技術(shù)等實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)的結(jié)合，已用并取得了很好的效果，充分體現(xiàn)了用 CFD 與 PIV 結(jié)合技術(shù)對(duì)化工反應(yīng)粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV）和穩(wěn)態(tài)法流時(shí)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)。饒麒等[86]對(duì)攪 1-3 UV 技術(shù)顯示的 CSTR 反應(yīng)器流場(chǎng)形w pattern illuminated using UV Fluorescenc
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]20℃EGSB反應(yīng)器中顆粒污泥的微生物種群結(jié)構(gòu)分析[J]. 邢薇,左劍惡,林甲,李津. 環(huán)境科學(xué). 2008(09)
[2]厭氧懸浮床反應(yīng)器的膨脹模型研究[J]. 王凱軍,賀延齡,江翰,閻中. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2008(03)
[3]計(jì)算流體力學(xué)在水處理反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)行中的應(yīng)用[J]. 馮騫,薛朝霞,汪翙. 水資源保護(hù). 2006(02)
[4]有機(jī)負(fù)荷及水力條件對(duì)EGSB運(yùn)行效果影響的研究[J]. 江瀚,王凱軍,倪文,石憲奎. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2005(01)
[5]Rushton槳攪拌槽內(nèi)平均流場(chǎng)的二維PIV試驗(yàn)研究[J]. 高殿榮,王益群,Acharya Sumanta. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2004(12)
[6]攪拌槽內(nèi)黏性流體流動(dòng)的DPIV測(cè)量與CFD模擬[J]. 饒麒,樊建華,王運(yùn)東,費(fèi)維揚(yáng). 化工學(xué)報(bào). 2004(08)
[7]用計(jì)算流體力學(xué)法建立熱管生物反應(yīng)器傳熱數(shù)學(xué)模型[J]. 王煜,許克,李冰峰,張贛道. 化學(xué)工程. 2004(03)
[8]海水脫硫曝氣池流場(chǎng)的CFD分析[J]. 張小可,姚彤. 動(dòng)力工程. 2004(02)
[9]大型海水淡化裝置流場(chǎng)數(shù)值模擬及其優(yōu)化[J]. 龐虹,姚征. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù). 2004(01)
[10]PIV技術(shù)的幾種實(shí)現(xiàn)方法[J]. 孫鶴泉,沈永明,王永學(xué),康海貴,李廣偉. 水科學(xué)進(jìn)展. 2004(01)
博士論文
[1]典型廢水厭氧處理反應(yīng)器流場(chǎng)分析與優(yōu)化研究[D]. 張冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]附著型和顆粒型膨脹床生物制氫反應(yīng)器的運(yùn)行調(diào)控[D]. 郭婉茜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]水流對(duì)混凝沉淀影響研究[D]. 詹詠.河海大學(xué) 2001
碩士論文
[1]沉淀池重要結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[D]. 何國(guó)建.河海大學(xué) 2004
本文編號(hào)：2949208
本文鏈接：http://www.lk138.cn/projectlw/xnylw/2949208.html
最近更新
教材專(zhuān)著
