相变蓄热式太阳能秸秆发酵系统供热装置的热性能研究

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1、来兩未？學硕±学位论文相变蓄热式太阳能精巧发爵系统供热装置的热性能研究专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：田毋导师姓名；陆勇副研究员ＴＨＥＲＭＡＬＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＳＯＬＡＲＨＥＡＴＩＮＧＤＥＶＩＣＥＷＩＴＨＰＨＡＳＥＣＨＡＮＧＥＴＨＥＲＭＡＬＩＮＳＵＬＡＴＩＯＮＩＮＴＨＥＳＴＲＡＷＦＥＲＭＥＮＴＡＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍ化ｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ

2、ＡｉＤＭｔｆＥｎｉｉ出ｅｃａｄｅｍｃｅｇｒｅｅｏｆａｓｉｅｒｏｇｎｅｅｒｎｇＢＹＴＩＡＮＹｅＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｙｐＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＬＵＹｏｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标法和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发。尽我所

3、巧表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明。与我并表示了谢意。。研究生签名；保日期：本东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内一，容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全

4、部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布）授权东南大学研巧生院办理。（包括Ｗ电子信息形式刊登亦０＾研究牛答名：导师签名ｒ参曰期：２＾ｆ＾５摘要发＂＂＂十展沼气应用技术是我国建设社会主义新农村的既定能源方针，也是国家＂二五可再生能源发展战略中确定的解决广大农村地区用能需求的核也技术。但传统的沼气发酵装置在冬春较低的环境温度下使用时，会出现产沼效率降低或者停止产沼的现象、太阳池或太阳能热水器等，但由于传统沼气。常见的太阳能加热技术有太阳能暖房一发酵过程是生物质前处理过程和产

5、气过程均在同装置内进行，导致装置体积较大，维持高效发酵所需的热负荷也相应増加，成本加大，失去了经济性而缺少推广的价值。本文基于两相式辖杆发薛系统设计了太阳能相变保温式供热装置，为系统提供稳定热源，保证恒温发醇过程。两相式发酵即将沼气生产的两个过程分别安排在产酸溶解罐’与产气发酵罐中进行，因此只需维持产气罐３５Ｃ发。比较而言产酸过程需求温度不高内酵温度即可保证高效发酵，发酵装置体积有效地减小，减少了热负荷需求。首先，Ｗ容积ｍ３Ｌ：Ａ及ｌ的产气罐为供热对象并根据系统的运行参数计算系统热负荷

6、所需的太阳能集热器面积。热负荷主要由罐体散热损失和将产酸罐循环至产气罐的水解酸化液加热至发酵温度所需热量两部分组成。Ｗ１００ｍｍ聚氨醋作为保溫层，计算热负２２拍Ｗ２．７５ｍ。荷为，同时选择了太阳能集热器面积其次，根据热负荷和太阳能集热器面积匹配了供热装置容积，并完成了装置构建。３，选择供热装置容积ｍ层供热装置与太阳能集热器将共同满足系统热负荷１。相变保温３０ｍｍ，厚度，内填充有相变材料５４号石蜡并布置有电热阻丝在白天有阳光时段补充，，同潜热，在夜晚时段释放潜热实现将供热装置内的散热转移

7、至相变层时利用相变材。料在释放潜热的过程中温度波动较小的性质，实现供热装置近似恒温蓄热，然后，通过实验研巧和数值模拟对比分析了供热装置热性能。在自然降溫条件下７石蜡潜热量可维持近１８小时，每天对相变层进行补热小时，相变层温度基本维持在°’烙点温度５４．５Ｃ，水温维持在５５Ｃ左右。同时通过数值模拟的方法，对比分析了将石蜡层换成等厚度聚氨醋时与有石蜡层不加热。结、有石蜡层有加热时水温变化趋势的差异‘．Ｃ果表明，无石蜡层时水箱内水溫下降速度较快，经过２４小时自然降温后，水温从５６５‘４４．下

8、降至．５Ｃ，拥值下降２４．９％，而有石蜡层时仅下降５８％。最后一，通过上述的结果进步表明了利用太阳能相变保温式供热装置实现稳定供热一的可行性，为太阳能稳定蓄热技术与恒温沼气发酵技术的联合使用提供了种有效的研巧思路。关键词，，相，：太阳能沼气发醇变保温层稳定蓄热ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔ＂Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｏｆｉｏａｓｃｈｎ