沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证_毕峻玮

第26卷第10期农业工程学报Vol.26No.102010年10月TransactionsoftheCSAEOct.2010283沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证毕峻玮，朱洪光※，石惠娴，李永明，荣凌，王韬（同济大学现代农业科学与工程研究院生物质能源研究中心，上海200092）摘要：为了对底侧入式搅拌的沼气发酵池内的流场进行研究，该文采用计算流体力学方法，以上海市崇明县某示范工程的主体沼气发酵池（69.3m3）为对象，对流场和温场进行计算模拟，并通过温度测量来验证温度数值模拟的可靠性，从而间接验证流场数据准确性。通过温度场的模拟和实测数据对比，整体温场模拟和实测数据在0.05水平下无显著差异；通过流场模拟和工程运行的观察，都反映此发酵池中设计的底侧入式搅拌不能充分实现发酵池的搅拌。但模型在相关设定上仍有与实际不符之处，模型仍有待完善。关键词：沼气，计算流体力学，温度场，搅拌，沼气池doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.10.048中图分类号：S216.4，TK11+.2文献标志码：A文章编号：1002-6819(2010)-10-0283-07毕峻玮，朱洪光，石惠娴，等.沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证[J].农业工程学报，2010，26(10)：283－289.BiJunwei,ZhuHongguang,ShiHuixian,etal.CFDsimulationandtemperaturefieldvalidationofbiogasdigestermixing[J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(10):283－289.(inChinesewithEnglishabstract)0引言开发新能源是实现可持续发展的必然选择[1]，沼气作为一种可再生能源尤其具有发展潜力，沼气发酵受反应工艺、反应条件等多方面因素影响[2]。全混式厌氧发酵（continuousstirredtankreactoranaerobicdigester，CSTR）是畜禽粪水等高悬浮物类原料的主选发酵工艺，其发酵效果受搅拌因素影响较大。搅拌的实质是通过影响发酵池内的温度场、发酵底物与微生物的传质效果，以及气体释放等因素间接影响发酵效率。搅拌在厌氧消化中可以输送微生物生长所需的底物、使发酵器中的pH值和温度场均匀统一、稀释抑制因子