沼气工程高效升温保温影响因素的试验研究

采用自制6套沼气工程自动升温保温试验装置,对影响沼气工程升温保温的环境温度、发酵料液温度、保温 层厚度、保温材料种类和加热方式这5个因素,通过L18(2×37)四因素三水平和一因素两水平的混合型正交试验, 进行这5个因素对沼气工程高效升温保温的影响顺序和影响效果分析,寻找出农业沼气工程沼气生产高净能产量 的工程参数配置方案.研究表明:这5个因素对沼气工程高效升温保温的影响顺序依次为环境温度、发酵料液温 度、保温层厚度、保温材料种类和加热方式.无论何种环境温度,中温发酵工艺,罐内底部加热方式,发酵罐保温 层厚度200mm,保温材料聚氨酯发泡层的工程参数配置是农业沼气工程推广应用的较佳方案.     

一种蔬果废弃物发酵生产线关键技术的研制与试验

针对蔬果废弃物普遍具有营养丰富、含水率高、极易腐烂的特点,设计了一种蔬果废弃物液肥发酵生产线,将腐烂蔬果与功能微生物菌充分混合后由提升机提升至发酵罐内,密封后静置发酵,发酵罐内靠近底部处布置有特制过滤网,滤液通过过滤网静置在底部,罐底预留出液阀,产生的滤液通过管路直接流入储液桶二次发酵,通过抽液系统将储液桶中的液肥抽到成品桶中分装储存。测试结果表明,蔬果废弃物发酵生产线能够满足含水率高的蔬果废弃物的发酵,发酵周期较短,发酵菌和有益细菌生长迅速,抑制有害真菌生长,功耗较低,运行成本低,操作简便,符合农业废弃物无害化处理要求。     

基于CFD的热风加热装置模拟分析及研究

针对燃煤为热源的热风干燥存在高能耗、污染环境以及燃油炉燃烧产生的热风直接用于干燥将污染物料的问题,设计了一种红外线加热板空气加热装置.运用流体动力学计算软件CFD对该加热装置的二维流场进行了数值模拟,获得该热风加热装置内的流场和温度场,并对加热装置内的气流和温度分布的特点进行分析.结果表明:在导热板和分流板共同作用下,整个加热装置内流场气流分布比较均匀,提高了热能利用率;流场的温度梯度变化明显,出口处温度比较均匀,温度可以达到100℃,满足设计要求,可为热风加热装置的进一步改进提供依据.     

户用沼气池发酵料液内指标的动态监测与分析

以户用沼气池(8 m3)为研究对象,监测了一个发酵周期(发酵过程持续90 d)中沼气发酵料液内的指标变化,结果表明:随环境温度的变化,料液温度有所变化,但整体变化不大;从发酵初期到中期阶段,COD值逐渐增大,在发酵的第40~60天内变化平稳,此时产气量最大,发酵后期又逐渐变小;在发酵进行40 d时,料液内营养指标达到峰值,此时沼液肥效最佳。     

苦豆子堆腐产热对温室大棚内温度场的影响

【目的】探讨基质槽内苦豆子堆腐发酵产热对温室大棚内的温度场影响。【方法】在温室大棚内基质槽中堆腐发酵苦豆子秸秆,对7个基质槽的侧壁面和顶面分别布点测温,固定时间点监测14天发酵历程的温度变化,同时建立了7个基质槽堆腐发酵散热的温室环境几何模型,运用CFD模拟基质槽堆肥散热情况与7组试验数据的拟合度,分析堆腐产热对温室大棚内温度场的影响。【结果】堆腐1-8天时,7个基质槽的侧壁面、顶面平均温度缓慢升至最高,14天时温度回落至初始环境温度。数值模拟散热以顶面散热为主导时,35℃堆体中间发热不明显,50℃发热明显,65℃基质槽顶面散热辐射区域最大;基质槽侧壁面、顶面同时散热时,35℃温室内热源散热不明显,50℃时温室内上下层的流体形成清晰的分层现象;65℃时,温室内上层热空气明显变厚。【结论】温室大棚内基质槽堆腐发酵苦豆子秸秆,7-8天时达到最高温度,顶面平均温度要比侧壁面高4.5℃左右。在相同工况下基质槽d、e、f、g的顶面、侧壁面散热量变化明显,对周边的温度场影响较大。     

不同热预处理方式对酸豆乳品质特性的影响

为研究热预处理方式对酸豆乳品质特性的影响.采用持续加热(Continuous heating soymilk,CHS)和热磨浆(Heat soymilk,HS)2种工艺制备豆乳,温度115℃下灭菌10,15,20 min后发酵、后熟得到酸豆乳.在感官评价的基础上,进一步研究发酵期间和后熟酸豆乳的pH、酸度、活菌数、持水性、粘度、色度和质构特性的变化.结果表明:CHS处理酸豆乳凝乳均一稳定、紧密不分层、无乳清析出、酸甜可口、发酵香味浓郁、无豆腥味、酸度适中,总体接受度好;理化指标、微生物指标和质构指标表明,CHS处理酸豆乳发酵过程中,在1～6h内的pH显著低于HS处理,到9 h时2种酸豆乳的pH趋于一致;后熟8 d内CHS和HS酸豆乳的pH变化不显著;酸度变化与pH变化趋势一致;CHS处理酸豆乳持水性和粘度均低于HS处理;发酵6 h时,2种豆乳活菌数基本保持在7.2×107～7.9×107 CFU/mL,之后基本保持不变;后熟过程中不同处理方式的活菌数基本无明显变化,CHS处理的黏性和粘结性优于HS处理.说明磨浆时热预处理工艺直接影响酸豆乳品质特性,持续加热磨浆显著提高酸豆乳的品质.     

车载油罐热管式原油加温装置的研制与应用

在寒冷地区冬季，油田原油在拉运过程中不易卸油，利用发动机尾气余热作为热源，采用高效传热的热管作为传热元件制造原油加温装置，在车辆行驶过程中，间接加热罐内油品，通过对有内热源的车载油罐的传热分析，建立数学模型、求解微分方程，得到罐内油品随时间变化的计算公式，由运行实测值与理论计算结果的对比分析得出，该加热装置的采用可有效地防止罐内油品的凝固，既节省了能源，又提高了运输效率。     

稻草发酵过程理化性质变化及其作为栽培基质的研究

采用鸡粪和菜籽饼２种有机肥进行好气和好气＋厌气２种方式发酵稻草,好气发酵经过４０ｄ期间３次翻堆、４次高温阶段,可以达到预期腐熟度,好气＋厌气发酵的腐熟速度较慢,经２个月才能达到预期效果;随发酵进程,堆料的Ｃ／Ｎ比下降,ＥＣ值升高,好气发酵变化经好气＋厌气发酵更为剧烈;好气发酵料各养分含量比好气＋厌气发酵料略高;堆料中氮、磷、钾、钙、镁的总含量随发酵均增大,各养分速效态含量除氮外均因发酵而增大;速度     

厌氧反应器处理高浓度禽畜粪便过程中沼液成肥规律研究

固定床厌氧反应器(anaerobic pecked-bed reactor)有效容积为20 L,以猪粪尿为处理对象,整个厌氧发酵过程持续55 d,按照进水COD_(Cr)浓度和水力停留时间将整个实验划分为10个阶段,监测了每一个阶段中厌氧发酵料液内的营养指标变化.结果表明:在控制环境温度的情况下,料液pH有变化,但整体变化不大;从发酵初期到后期阶段,随着进水COD_(Cr)浓度的增加,料液内各项物质营养增加.经处理后的沼肥可用作农业有机肥料施用,肥效在处理的第35天,即进水COD_(Cr)为40 000 mg/L时的发酵料液利用效果最佳.     

5×10~4 m~3浮顶罐温度分布变化规律

浮顶罐是油品储存的主要设备,明确油品在罐内的温度分布变化规律,准确预测油温变化对于油库安全、低耗运行具有重要意义。以5×10~4 m~3浮顶罐为测试对象,通过现场跟踪测温的方式研究罐内原油温度场变化特性。结果表明:当外界温度低于油温时,罐内温度呈现反浴盆曲线,存在明显的核心恒温区;当外界温度高于油温时,罐内温度呈现导热分布,罐内核心恒温区消失。研究结果可为节能减排、科学制定浮顶罐加热运行方案及预防凝罐事故提供技术参考。     

基于有限元分析的日光温室土质墙体温度场模拟与验证

研究日光温室墙体中温度梯度及其变化规律对于日光温室墙体的蓄热保温性能分析评价、设计与建造有着重要的意义。2012年12月至2013年2月,采用自制多点温度测试仪,对山东泰安地区日光温室土质墙体的温度进行采集,并与ANSYS有限元模拟结果进行比较,发现温度场实测结果与模拟结果相吻合。进一步模拟结果表明,墙体蓄热/放热层一天中呈周期性变化,保温隔热层随外界温度变化较小,墙体下部温度较高,且在水平方向上温度梯度变化较小,在10~14℃持续时间长且稳定;距墙体内表面0.2 m处温度最高,并沿墙体厚度方向逐渐平缓降低,墙体外表面温度最低。基于模拟结果,对山东省泰安地区日光温室土质墙体进行结构优化,其最小厚度应为2.2 m,蓄热/放热层为0~0.5 m,保温隔热层为1.3~1.7 m。     

不同工艺沼气池产气效果比较研究

以福建省新星种猪育种有限公司和福建省永盛农牧科技发展有限公司的钢筋混凝土沼气池、太阳能加热玻璃钢沼气池和智能化上流式玻璃钢沼气池为研究对象,在进料污水相近,水力滞留期（HRT）同为10 d的条件下,比较分析了不同工艺沼气池一年中的发酵温度随气温变化情况、沼气池进出料COD变化情况以及产气效果。结果表明：①相同条件下,未加温玻璃钢沼气池比混凝土沼气池年平均温度高085℃以上,上流式玻璃钢沼气池、折流式玻璃钢沼气池和混凝土沼气池年平均容积产气率分别为074,044和035 m3·m-3·d-1;②太阳能加温玻璃钢沼气池年平均容积产气率为077 m3·m-3·d-1,高于未加温玻璃钢沼气池（044 m3·m-3·d-1）;③智能化玻璃钢沼气池年平均容积产气率为093 m3·m-3·d-1,高于太阳能加温玻璃钢沼气池。     

日光温室砖混结构墙体内冬春季温度状况

通过对日光温室砖混结构墙体温度变化状况进行观测分析,结果表明:墙体温度受到温室内和温室外气温的影响,墙体不同深度间存在明显的差异。内侧墙体受直射光及室内气温的影响,温度变幅较大,尤其是距温室内侧墙体表面5 cm、10 cm、15 cm处的温度,在1月份寒冷季节日变幅分别达到20℃、15℃、10℃左右,是吸贮热或放热的主要部位;墙体外侧也受外界气温的影响,但影响范围局限在距外表面15 cm之内,且变幅较小。在墙体内部还存在着一个热稳定层,位置在距墙体内侧表面30~35 cm处。墙体温度的变化也受到季节变化的影响,在低温寒冷时期与外界的温差大,相反春夏之际温差会缩小,反映出冬季墙体对于温室的重要作用。     

温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响

[目的]研究温度对户用厌氧发酵沼气池产气的影响。[方法]以标准户用沼气池和红泥沼气袋为研究对象,对比研究了温度对两个厌氧发酵沼气池产气性能的影响。[结果]沼气产生和产气率高低与温度密切相关。临安地区,标准户用沼气池稳定产气的气温阈值约为4.0℃(沼气池内温度在7.0℃以上),而红泥沼气袋稳定产气所需的气温阈值为7.0℃(沼气袋内温度在14.7℃以上)。[结论]该研究为临安地区冬季适时采取保温或增温措施以提高户用厌氧发酵沼气池的产气效率提供了一定的科学参考。     

日光温室土质墙体内温度与室内气温的测定分析

为研究日光温室土质墙体的保温性及室内温度环境特征,对日光温室的后墙、地面、空气进行了不同层次的温度监测和理论分析.结果表明:日光温室后墙在传热过程中,由内向外随墙体厚度的增大传入热量逐渐减少.在后墙垂直方向内表层0.2 m处,墙体中下部温度最高,顶部和基部温度较低;3月份一日内墙体表面温度平均比地表面温度高3.3℃;夜间放热时间比地面长约3 h,且单位面积墙体比单位面积地面放热多.白天,在温室南北方向由北向南气温逐渐增高;垂直方向气温由下到上逐渐升高;夜间,在南北方向由北向南气温逐渐降低,垂直方向气温没有明显变化.无论白天夜间,日光温室内南北方向气温差异比垂直方向气温差异大.     

不同温度和恒温时间对卷烟料液中糖类成分含量的影响

为了分析不同温度和恒温时间条件下,卷烟料液中糖类成分含量的变化趋势。对不同温度和恒温时间条件下料液中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和山梨糖醇的含量进行了检测分析。结果表明:(1)在处理温度为60、70℃时,随着恒温时间的增加料液中糖类成分的含量无明显的变化;处理温度为80℃时,果糖、葡萄糖和山梨糖醇含量随着恒温时间的增加而增加,但蔗糖含量下降,麦芽糖含量无明显变化。(2)相同恒温时间下,随着温度的升高料液中的糖类成分含量有较明显的变化。(3)经过加热处理后的料液中的糖类成分含量要高于未经加热处理的料液中的糖类成分含量;山梨糖醇在未加热的样品中未检出,在加热后的样品中都有检出。     

秸秆成型燃料热风采暖炉炉膛温度分布试验与分析

[目的]了解生物质成型燃料热风采暖炉炉膛的温度分布。[方法]在风门αpy为1.20、1.60、2.30、3.50 4种工况下,分别对秸秆成型燃料热风采暖炉炉膛温度分布进行分析。[结果]炉膛垂直方向、深度方向4种不同工况的温度变化呈现相似规律,炉膛宽度方向的温度分布不同。在燃料层内,炉温增加到一定程度突然增高,达到最高值。进炉口处炉温较低,距炉口15 cm处4种工况的炉温达到峰值。工况2、3炉膛空气与燃料混合良好,燃料燃烧速度快,炉温较高,且随炉膛深度增加,炉温变化幅度小。[结论]当αpy为1.6时秸秆成型燃料热风采暖炉的炉膛温度在炉膛垂直方向、深度方向、宽度方向分布均匀,燃料燃烧速度快,燃烧效率高。     

低温沼气功能菌群的选育与试验

通过低温定向培养,从高纬、高寒野外厌氧环境样品和冬季沼气池底泥样品中分别选育出野生低温功能菌群和沼气池低温菌群。在13℃和10℃低温条件下,野生低温菌群产气率达到0.14 m3/d.m3和0.10 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较低,只有51.0%和48.0%。同样温度下,沼气池低温菌群的产气率只有0.06 m3/d.m3和0.04 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较高,达到62%和56%。两类菌群混合发酵可显著改善产气性能,相同温度下,产气率可达到0.15 m3/d.m3和0.11 m3/d.m3,高于两类菌群单独发酵,是常温菌群的3倍以上;混合低温菌群所产沼气的甲烷含量为57.0%和52.0%,介于野生低温菌群和沼气池低温菌群之间,比常温菌群提高19.0%和16.0%。研究结果表明,混合低温菌群具有较好的低温产气性能和广阔的应用前景。     

不同加热温度对兔肉肉质的影响

试验选择65、75、85、95℃4个加热梯度,一个未加热组作为对照,考察兔肉不同加热温度蒸煮损失、肉色、pH值及剪切力的变化情况。试验结果表明随温度升高蒸煮损失显著上升,pH值呈上升趋势但不同温度加热样品之间差异不显著;加热样品肉色与对照样品肉色差异显著,但是各加热组之间的肉色差异不大;剪切力有增大趋势,75℃加热组与85℃加热组差异不显著,其他各组均有明显差异。结论是,兔肉在加热温度不断升高的过程中,肉品质逐渐下降,不同的加热温度明显地对兔肉品质产生不同程度的影响。     

基于寒区沼气池增温技术的研究

以北方寒区常用日加料6 kg干物质的8 m3户用沼气池为研究对象,测算其在中温发酵温度水平上日需热负荷为217.6 W,并在此热负荷下,将常用的几种增温方式与本课题组正在研究的生物质热水发生器增温技术的投入进行成本计算与对比分析,得出电热膜、太阳能及锅炉增温技术的效益在冬季11月份到第2年3月150 D的时间里,其效益分别为-35.96、118.34、59.94元,而生物质热水发生器增温技术产生的效益为220.44元,由此得出生物质热水发生器增温技术从经济效益角度分析,优势显著,具有推广价值。