热风对流干燥过程中城市生活污泥薄层传热传质特性

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1、学校代码：密级：公开义暴又邊乂學硕士学位论文热风对流干燥过程中城市生活污泥薄层传热传质特性作者姓名黄友旺学科专业热能工程指导教师陈梅倩教授培养院系机械与电子控制工程学院二零一五年三月硕士学位论文热风对流干燥过程中城市生活污泥薄层传热传质特性作者：黄友旺导师：陈梅倩教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供査阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学

2、位论文在解密后适用本授权说明）签字日期：年月仏日签字曰期：年月‘曰学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文热风对流干燥过程中城市生活污泥薄层传热传质特性作者姓名：黄友旺学号：导师姓名：陈梅倩职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：热能工程研宄方向：洁净能源热利用理论与技术北京交通大学年月致谢本论文的研宄工作是在我的导师陈梅倩教授悉心指导下完成的。导师严谨的科研思路、实事求是的治学态度、渊博的学识、敬业的精神、敏锐的洞察力，是我毕生学习的楷模。在此论文完成之际，向我的导师致以最诚挚的感谢！感谢杨飞副教授和卢太金老师在本工作完成期间给予的大力指导与帮助。两位

3、老师对我的论文工作提出诸多宝贵的建议。在此向两位老师表示感谢。感谢清华大学常东武老师对我实验方案的完善等工作提供的帮助和支持。在实验室工作和本论文写作期间，实验室的刘环铭、诸葛一然、张永健、余冬、万锐、韩子龙、付毕安、魏远航、张雪玉、李正浩、孙国阳、陈宁宁、牛世波等人都对本论文的完成提供了大量的帮助与支持，在此也对他们表示衷心的感谢。中文摘要中文摘要摘要：随着人类社会经济的发展、城镇化进程的加快，城市生活污泥产量日益增加，污泥处理己成为人们关注的环境问题之一。作为污泥处理和再利用的重要环节，污泥干化可以缩减污泥的体积，提高其热值，降低其有害微生物的含量。深入开展相关

4、因素对污泥薄层传热传质热性影响规律的研宄具有重要的学术意义和工程应用意义。本文通过在自行搭建的薄层干燥实验台上进行城市生活污泥薄层对流干燥实验，基于传热传质理论，研宄温度、风速和薄层厚度等因素对污泥薄层传热传质特性的影响规律，并运用神经网络模型建立干燥条件与薄层水分比和平均温度之间的关系。对样品湿分迁移动力学特性的研宄结果表明，干基含水率为±污泥薄层湿分迁移过程呈现升速段、极短恒速段和降速阶段；干基含水率为±污泥薄层湿分迁移过程呈现升速段、较长的恒速断和较短的降速段。在本文的实验工况下，对于污泥样品，第一降速段和第二降速段有效湿分扩散系数分别为和表观活化能分别为和。

5、对于污泥样品，第一降速段和第二降速段有效湿分扩散系数分别为和表观活化能分别为和。温度、风速和薄层厚度均对有效湿分扩散系数有显著性影响。对于和污泥样品，模型均能够很好地反映出水分比随时间的变化规律。对于污泥薄层传热特性研宄结果表明，风速从升至时，热风温度从升到°，对应的化学平衡温度提升了。第一降速段的平均表面传热系数是第二降速段的倍。风速和温度对传热系数的影响随着水分比的减小而减弱。得到了污泥薄层处于第一降速段的无量纲传热准则关系式。运用神经网络模型，建立对应工况下薄层水分比以及温度的预测模型。结果表明，模型预测污泥薄层水分比的精度高于模型。两种模型对于平均温度的预测

6、精度与工况有关。关键词：城市生活污泥；热对流；薄层干燥；干燥动力学；传热特性；神经网络ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Withtheincreasingpopulationandindustrialition,sewagesludgeislargelygeneratedfrommunicipalwastewatertrratment.Sewagedisposalisbecomingancriticalatention.Asanimportantpretrementofsewagedisposal,dryingcanreducesizeofsewag

7、esludge,increaseheatingvalueanddecreaseharmfulmaterialofsewage.Thin-layerdryingbehaviorofthesewagesludgeduringhotairconvectivedryingisinvestigatedinalaboratoryscalesetup.Theefectsofhotairtemperaturesandspeedsontheaveragetemperature,surfacetemperatureandsurfaceheattransfercoefficients