俱乐毕业设计论文

河南农业大学本科生毕业设计（论文）题目年产20万件洗脸盆（陶瓷）隧道窑的模拟学院机电工程学院专业班级 12热能与动力工程2班学生姓名王镝鸣指导教师青春耀撰写日期：年月日摘要我国是人口大国，每年都要消费大量的陶瓷产品。

陶瓷的发展离不开炉窑的改进。

选择合适的炉窑不仅是烧制良好产品的关键。

还能提高能量的利用率。

隧道窑是一种连续式炉窑，广泛用于陶瓷产品的焙烧。

其生产连续化，周期短，产量大，质量高。

本文采用数值模拟的方法，使用Gambit和Fluent软件对年产20万件陶瓷洗脸盆的隧道窑进行二维模拟。

包括炉窑整体结构，冷却带，预热带，燃烧带的模拟，炉窑在空置和放入坯体后及不同燃烧器及烟道布置的模拟。

通过对这些模拟数据的对比和分析，从理论上找到优化炉窑的方法。

本次模拟的炉窑燃烧为甲烷，采用明焰裸烧。

关键词：数值模拟；Fluent；Gambit；隧道窑AbstractOur country is populous, spending every year a large number of ceramic products.The improvement of developing the ceramic furnaces.Select the appropriate furnaces not only is the key to fire good products.Also can improve the utilization of energy.Tunnel kiln is a kind of continuous furnaces, widely used in ceramic products of roasting.The continuous production, cycle short, large output, high quality.This article adopts the method of numerical simulation, using the software Gambit and Fluent tunnel kiln of annual output of 200000 pieces of pottery and porcelain lavatory two-dimensional simulations.Including furnaces integral structure, cooling zone, preheating zone, combustion zone simulation, furnaces after vacancy and into the body and different burner and simulated flue arrangement.Through comparison and analysis of the simulated data, find a way to optimize the furnaces in theory.The simulation of combustion furnaces for methane, the use of open flame naked fire.Keywords: Numerical simulation; Fluent; Gambit; Tunnel kiln目录1 引言 (1)111.1.1厨余垃圾处理方式现状 (2)1.1.2厨余垃圾沼气发酵现状 (3)1.2厨余垃圾与玉米秸秆和牛粪沼气发酵现状 (5)1.3课题的提出 (7)2 试验材料与方法 (7)2.1 试验材料 (7)2.2 试验仪器与设备 (7)2.3 试验方法 (8)2.3.1原料预处理 (8)2.3.2 原料配比 (8)2.4分析方法 (9)2.4.1厨余垃圾、玉米秸杆，牛粪干物质及挥发性干物质的计算 (9)2.4.1厨余垃圾、玉米秸秆、牛粪碳物质含量（有机质）的分析与计算 (10)2.4.2厨余垃圾、玉米秸秆、牛粪中氮含量的分析与计算 (11)3 厨余垃圾、玉米秸秆和牛粪产沼气试验结果与分析 (13)3.1甲烷回归曲线和相关系数及体积浓度的计算 (13)3.2实验结果与分析 (14)4 结论 (16)参考文献 (17)致谢 (19)1 引言隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及窑顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。

燃烧设备设在隧道窑的中部，构成了固定的高温带--烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟道或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。

在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。

由于隧道窑是连续性窑炉，热利用较好，可以连续大量生产。

但是目前的隧道窑还存在大量粗制滥造的现象。

本文用数值模拟的方法。

对隧道窑的燃烧进行模拟。

并对数据进行分析1.1厨余垃圾现状及特点随着科技的飞快发展，人民的生活水平得到了很大的提高，使得我国餐饮行业得到了快速发展，其中餐饮企业的数量大幅增加，2010 年全国餐饮业零售额突破了2万亿元[4]。

厨余垃圾主要是指人们餐后排放的食品类有机废弃物。

厨余垃圾的来源主要是大型酒店、企事业单位和高校的食堂和小型餐馆、以及家庭[5]是城市生活垃圾的重要组成。

按月产生1吨／万人估算[6]，全国13．4亿人口每月将有13．4万吨餐厨垃圾产生，厨余垃圾产生量巨大。

据统计，我国城市餐厨垃圾每年产生量不低于6000万t[7]，并且厨余垃圾的日产生量均超过了20000t[8]。

如此巨大的垃圾很难处理，若此方案可行，将具有很高的经济效益和环境效益。

厨余垃圾的主要成分为大米、面类、肉类、果蔬类和油类物质，就其化学组成而言，厨余垃圾主要是碳水化合物、蛋白质、脂类、无机盐和水分等[9]。

同时厨余垃圾组成与特点还受很多因素的影响，如社会经济条件、地区差异、居民生活习惯、饮食结构、季节的变化和不同的发生源等等[10]。

但是总体上厨余机垃圾具有以下特性[11]：①感官性状上，油腻腻、湿淋淋的餐厨余垃圾对人和周围环境造成不良影响，影响人的视觉、味觉等舒适感和生活卫生条件。

②含水率较高，约80％一90％。

较高的含水率对厨余垃圾的收集、运输和处理都带来难度。

厨余垃圾渗沥水可通过地表径流和渗透作用，污染地表水和地下水。

③易腐性。

厨余垃圾中有机物含量高，在温度较高的条件下．能很快腐烂发臭，引发新的污染。

④厨余垃圾中存在病毒、致病菌和病原微生物。

厨余垃圾的来源复杂，如不加以适当的处理而直接利用，会造成病原茵的传播、感染等。

⑤富含有机物、氮、磷、钾、钙以及各种微量元素。

⑥厨余垃圾与城市垃圾相比，其组成较简单，有毒有害物质(如重金属等)含量少，有利丁。

厨余垃圾的处理和再利用。

厨余垃圾的以上特性说明，它具有很大的危害性，但同时也有较大的利用价值，但是必须对其进行适当的处理，才能得到社会效益、经济效益和环境效益的统一。

1.1.1厨余垃圾处理方式现状由于厨余垃圾的组成，决定了它的热值很低，一般为2100-3100kJ/kg，不能满足发电的要求[12],所以不用来发电。

目前，国内外处置厨余垃圾的方法有很多，它们各有优劣之处。

其中主要的处理方法分为以下几种[13]：1、填埋处理技术填埋法是当今世界处理生活垃圾的主要方法。

是将垃圾填埋于土壤下并利用自然界存在的一些微生物降解垃圾的一种简单易行的方法。

其优点是：不需要预处理，且降解速度快，厨余垃圾一次性处理后，填埋场经简单恢复后可以再次使用；缺点是：不能将产生的甲烷气体收集并利用，加之处理技术难度大、运行成本高、占用大量土地及渗滤液的后续处理等。

2、好氧堆肥好氧堆肥方法是将生活垃圾经过堆肥处理变成优质肥料[14-15]，从而变废为宝。

厨余垃圾具有机物含量高、易降解、含有多种微生物等特点，适用于作为堆肥材料。

优点：方法简单，堆肥产品通过加工可以制作成肥料。

缺点：占用大量的土地，而且堆肥过程容易产生污水及恶臭气体等众多环境污染；同时厨余垃圾的成分直接决定了堆肥产品的质量，往往会因为一些不利成分进入肥料而引起肥料的质量问题最终导致销售困难。

3、焚烧法由于焚烧过程可以产生热量，将热量转化为电能实现了无害化、减量化和资源化的目的[16]。

缺点：我国的厨余垃圾含水量极大，使得焚烧时不得不加入其他燃料作为辅助，加之这种方法不但一次性投入大，而且后期的运行管理成本都很高，所以我国一般不采用这种技术处理生活垃圾。

4、生化处理技术厨余垃圾生化处理机处理技术是选取特殊的微生物菌种，在一定的条件下降解垃圾[16]。

优点：实现完全的无害化，无需占用大量面积。

缺点：设备投资高，处理量不大，处理后的产品需要较长的农业产业链作支撑。

5、厌氧发酵厌氧发酵在无氧及低氧的环境下，厌氧微生物通过自身新陈代谢的作用，将厨余垃圾分解转化为沼气、二氧化碳及水的过程[1]。

优点：耗能少，处理量大，投资小，产生的沼气可以作为可燃气体收集并利用，对环境几乎不会产生二次污染。

近年来，对可再生能源的需求和当前面临的严峻环境问题，使得厨余垃圾等生物质废物的厌氧消化利用受到越来越多的关注[17-18]。

6、其他转化技术厨余垃圾还可以通过不同技术，转化成众多能源及产品。

如能源化、肥料化、材料化、饲料化、化工原料等[13]。

通过以上厨余垃圾的处理方式的比较来看，其厌氧发酵存在有很大的优势，为实现厨余垃圾的减量化、无害化、资源化处理提供了一种切实可行的研究方案。

1.1.2厨余垃圾沼气发酵现状随着经济的发展和环境的要求，厌氧发酵技术越来越引起人们的注意，目前国内厌氧消化技术的研究已经日趋成熟，其中应用最广泛的是农村沼气发酵。

中国发展厌氧发酵始于20世纪30年代，经过几度反复，直至70年代后期才开始较稳步地发展。

并且这种技术使我们在获取能源、净化环境方面起到了很好作用，使我国有“世界沼气之乡”之美称[19]。

同时国外的研究技术也有很大的成果。

近些年中，厨余垃圾是城市生活垃圾的主要部分，所以以厨余垃圾为主的有机物的厌氧发酵技术也被很多人研究，以下为厨余垃圾为主的沼气发酵技术的研究状况：1.东南大学的何惠君和梅翔[20]，利用厌氧附着膨胀床(AAFEB)的工艺，对生活垃圾进行厌氧发酵处理，来制取沼气。

试验表明：生活垃圾分类收集、捣碎和稀酸水解等预处理工序后制成浆液，作为从FEB反应器的进料可以获得很高的运行效率，并回收沼气。

容积C0D负荷宜控制在20kgCOD／(m3·d)，一吨垃圾可产沼气41.49 m3，沼气中甲烷含量达59％以上。