文章摘要
李荆波,丁攀,兰明明,贺超,关山月,李鹏飞,焦有宙.玉米秸秆复合菌兼氧预处理产热特性分析[J].,2019,18(2):143-154
玉米秸秆复合菌兼氧预处理产热特性分析
Analysis of heat production characteristics of corn straw compound microorganism and aerobic pretreatment
投稿时间：2018-07-10  修订日期：2018-09-20
DOI：10.13738/j.issn.1671=8097.217085
中文关键词: 玉米秸秆  复合菌兼氧预处理  经验公式  Fluent软件  温度场模拟  
英文关键词: Corn straw  CompoundSmicroorganism and aerobic pretreatment  Empirical formula  Fluent software  Temperature field  
基金项目:国家公益性行业（农业）科研专项（编号：201403019-1）；国家青年科学基金项目（编号：51706063）；河南省科技开放合作项目（编号：152106000046）河南省科技攻关计划（162102210271，172102310737，182102110010）；河南省基础与前沿技术研究计划项目（142300410294）；河南省高等学校重点科研项目计划（17B416001）
作者单位E-mail
李荆波 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；郑州 450002 lijingbo6@qq.com 
丁攀 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；郑州 450002  
兰明明 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；郑州 450002  
贺超 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；450002 郑州  
关山月 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；郑州 450002  
李鹏飞 东南大学能源与环境学院  
焦有宙* 1.河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室，郑州 450002； 2. 生物质能源河南省协同创新中心，郑州 450002； 3.河南农业大学机电工程学院；郑州 450002 lijingbo6@qq.com 
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中文摘要:
      为了更加有效地利用玉米秸秆复合菌兼氧预处理环节所产生的生物热,探究预处理过程中反应装置内部及反应堆体的产热特性及温度场分布,利用自制秸秆类生物质兼氧预处理反应器对玉米秸秆进行了复合菌兼氧预处理。凭借微元体的能量守恒规律,结合实验中采集的温度数据以及各项参数,利用多项式拟合理论和Oringin数据分析软件拟合得到内热源与时间的关联经验公式,并利用Fluent软件在二维空间内建立其物理模型,结合实验得到的约束条件及相关的数学模型对反应装置内部及反应堆体温度场分布进行模拟分析,进而形象地模拟出复合菌预处理过程中反应器内部物料温度场的分布及流动的相关动态及规律。实验表明模拟的温度场实时分布及变化过程与实验测得的结果基本吻合,从而验证所建立的数学模型是准确且可靠的,为生物法复合菌预处理过程中生物热的研究与利用提供理论支撑。
英文摘要:
      In order to make more effective use of the bio heat produced by the compoundSmicroorganism and aerobic pretreatment of corn straw, the heat production characteristics and temperature distribution of the reaction device and the reactor body during the pretreatment process were investigated. The compound microorganism and aerobic pretreatment was carried out by using the self-made straw biomass and aerobic pretreatment reactor. Based on the energy conservation of the microlements , combined with the temperature data and other paramenters obtained in the experiments , An empirical formula was got relating the inner heat source and time using theory of polyomial fitting and Origin data analysis software.A two-dimensional physical and mathematical model were established by using FLUENT,an the temperature distribution in the reactor was obtianed considering the constraints from the experimental data.And then the distribution of material temperature field in reactor and the lelated flow dynamic characteristics are investigated in the process of compound microoganism.14 The results show that the simulated temperature field is in agrement with the experimental results. It is proved that the mathematical model is accurate and reliable, which provides theoretical support for the research and utilization of biological heat in the biological process of compoundSmicroorganism pretreatment.
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