基于离散元法的生物质成型传热特性研究.pdf

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1、硕士学位论文↑（宋体小1号字加粗）基于离散元法的生物质成型传热特性研究↑（黑体2号字）RESEARCHONHEATTRANSFERPROPERTIESOFBIOMASSBRIQUETTINGBASEDONDISCRETEELEMENTMETHOD↑（TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字）李玉迪↑（宋体小2号字加粗）哈尔滨工业大学←（楷体小2号字加粗）2018年6月←（年、月用阿拉伯数字，宋体、TimesNewRoman小2号字加粗）国内图书分类号：TK6学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开↑↑（宋体小4号字）

2、（宋体小4号字）工学硕士学位论文↑（宋体小2号字加粗）基于离散元法的生物质成型传热特性研究↑（黑体2号字）硕士研究生：李玉迪导师：许宏光教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK6SchoolCode:10213U.D.C:621SecurityClassification:PublicDissertationfortheMasterDegreeinEngineering↑（TimesNewRoman小2号字）RESEARCHONHEATTR

3、ANSFERPROPERTIESOFBIOMASSBRIQUETTINGBASEDONDISCRETEELEMENTMETHOD↑（TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字）Candidate：LiYudiSupervisor：Prof.XuHongguangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：Jun

4、e,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology（TimesNewRoman4号字）摘要摘要纤维类生物质资源的储量丰富且种类繁多，然而很多纤维类生物质资源或者被焚烧处理或者任其腐化，其中的能量没有得到有效的利用。生物质资源处理不当不仅会带来环境污染，而且会造成能源浪费。通过将纤维类生物质材料粉碎并挤压成型为块状燃料，既可以使生物质资源以高密度小体积的形式作为燃料运输储存，也可以减轻化石燃料枯竭带来的能源危机。木质素在高温下软化粘性增大的特点使得温度对生物质成型燃料的影响非

5、常显著。关于生物成型传热过程及成型燃料温度的研究大多集中在对成型燃料整体进行宏观分析，即基于有限元理论对传热过程进行建模讨论，然而有限元假设无法适用于成型初期燃料的松散状态。本文从颗粒角度基于离散元理论分析燃料成型的传热过程，主要研究工作如下：首先，基于颗粒力学的相关知识，以单个生物质粉碎颗粒为研究对象，考虑生物质颗粒在成型过程中的产生的塑形变形，对生物颗粒间的接触力进行计算；分别对生物质颗粒与模具间和两个生物质颗粒间的传热情况进行建模分析，并考虑用Verlet方法对传热过程进行迭代计算。其次，在VisualStudio中编写所建立的颗粒的力学和传

6、热模型，二次开发EDEM软件接触模型的API接口程序，在EDEM中对生物质成型的传热过程进行离散元数值模拟；搭建卧式液压成型试验台，以生物质燃料各部分温度值值作为测量指标，对所建立的离散元颗粒模型进行验证，并对比ABAQUS有限元宏观传热分析和EDEM离散元模拟与实验结果的符合程度；采用正交实验法分析成型工艺参数对燃料温度影响的显著性。最后，在Design-Expert中利用响应面法进行分析，得到响应变量燃料温度和压缩量，成型直径和加热温度间的显示函数表达式，并对三个成型工艺参数进行优化，使生物质燃料的整体温度均处在木质素的软化温度范围内。关键词：

7、生物质成型；离散元；EDEM；二次开发；响应面法优化IAbstractAbstractThereserveoffibrousbiomassisabundantandthetypesofbio-basedmaterialsarevarious.However,manyfibrousbiomassresourcesareeitherburnedordecomposed,whoseenergyisnotusedeffectively.Improperhandlingofbiomassresourceswillnotonlycauseenvironment

8、alpollutionbutalsocauseenergywaste.Pulverizedandextrudedintoa