基于CFD的厭氧發(fā)酵攪拌技術(shù)研究開題報(bào)告

基于CFD的厭氧發(fā)酵攪拌技術(shù)研究開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益引發(fā)人們的關(guān)注。厭氧發(fā)酵作為一種環(huán)保、高效、低成本的廢棄物處理技術(shù)，逐漸得到了廣泛應(yīng)用。然而，厭氧發(fā)酵過(guò)程中混合物的均勻性對(duì)發(fā)酵效果和產(chǎn)物質(zhì)量具有重要影響。因此，設(shè)計(jì)符合厭氧發(fā)酵過(guò)程需要的攪拌設(shè)備和方案，具有重要的理論和實(shí)際意義。目前，機(jī)械攪拌、氣力攪拌等方式廣泛應(yīng)用于厭氧發(fā)酵過(guò)程中的混合，但是設(shè)計(jì)一個(gè)合適的攪拌設(shè)備和方案并不簡(jiǎn)單。采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)模擬混合體系運(yùn)動(dòng)非常適合分析和優(yōu)化混合狀況。因此，本研究擬采用CFD技術(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，探究厭氧發(fā)酵攪拌技術(shù)，旨在提高厭氧發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性、效率和產(chǎn)物質(zhì)量，為環(huán)保事業(yè)提供有力支撐和保障。二、研究?jī)?nèi)容與方法本研究將采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究厭氧發(fā)酵過(guò)程中的攪拌技術(shù)。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.厭氧反應(yīng)器中混合物流動(dòng)特性的數(shù)值模擬；2.不同攪拌設(shè)備和方案對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程性能的影響；3.基于實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)優(yōu)化的厭氧發(fā)酵攪拌設(shè)備和方案。其中，數(shù)值模擬將采用CFD軟件，建立適合厭氧反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模擬厭氧反應(yīng)器中混合物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析并比較不同攪拌設(shè)備和方案對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部混合程度的影響。實(shí)驗(yàn)方面，利用厭氧發(fā)酵試驗(yàn)裝置開展實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同的攪拌設(shè)備和方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和對(duì)比，進(jìn)一步確定合適的攪拌設(shè)備和方案。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點(diǎn)本研究將通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)探究厭氧發(fā)酵過(guò)程中的攪拌技術(shù)，并設(shè)計(jì)出優(yōu)化的攪拌設(shè)備和方案，預(yù)期達(dá)到如下成果：1.系統(tǒng)掌握厭氧反應(yīng)器攪拌過(guò)程的物理規(guī)律，揭示容器內(nèi)混合物的流動(dòng)狀態(tài)，提高厭氧反應(yīng)器的混合效率；2.分析并比較不同的攪拌設(shè)備和方案，為設(shè)計(jì)和選擇合適的攪拌設(shè)備提供依據(jù)；3.設(shè)計(jì)優(yōu)化的厭氧發(fā)酵攪拌設(shè)備和方案，提高厭氧發(fā)酵過(guò)程的效率和穩(wěn)定性；4.為環(huán)保領(lǐng)域提供創(chuàng)新的技術(shù)支撐和保障，具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。四、研究進(jìn)度安排本研究計(jì)劃于2022年2月開始，預(yù)計(jì)研究時(shí)間為18個(gè)月。研究進(jìn)度安排如下表：|時(shí)間|工作任務(wù)||----------------------|-------------------------------------------------------||2022年2月-2022年5月|研究文獻(xiàn)調(diào)研，確定研究方向與方法||2022年6月-2022年9月|創(chuàng)建數(shù)值模擬模型，進(jìn)行計(jì)算與驗(yàn)證，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案||2022年10月-2023年3月|進(jìn)行厭氧反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)，采集數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果||2023年4月-2023年6月|綜合分析模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)優(yōu)化的厭氧發(fā)酵攪拌設(shè)備和方案||2023年7月-2023年8月|編寫論文，完成畢業(yè)論文答辯準(zhǔn)備||2023年9月-2023年9月底|完成論文排版，準(zhǔn)備論文答辯|五、預(yù)期經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃本研究所需經(jīng)費(fèi)200000元人民幣，具體使用計(jì)劃如下：|費(fèi)用項(xiàng)目|經(jīng)費(fèi)預(yù)算（元）||----------|--------------||科研材料費(fèi)|80000||實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)|50000||