【摘 要】
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对于我国沼气普遍存在的产气速率低，发酵效率低和能耗高的问题，可通过建立以高效换热器为热平衡中心的热利用系统，而由于其能耗高的问题，这就决定了必须从无源强化换热技术出发，研
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对于我国沼气普遍存在的产气速率低，发酵效率低和能耗高的问题，可通过建立以高效换热器为热平衡中心的热利用系统，而由于其能耗高的问题，这就决定了必须从无源强化换热技术出发，研究适合沼气工程的强化换热结构。本文从强化换热的角度，提出提高生物甲烷过程产气率和降低能耗的方法，即采用新型的强化换热和防堵结构，提升现有沼气工程净产气率和系统能量的有效利用。 针对这一目标，以现有强化换热技术为基础，从先进的瑞典Boden市政工程沼液换热器出发，以引进-消化-吸收的思路，对其防堵工程设计进行分析，从理论和概念上设计了新型防堵塞结构-三角形扭曲管，并结合非牛顿流体模型和多相流模型，针对剪切稀化流体，提出定性的防堵指标，研究管结构与防堵性能之间的关系。 在此基础上，从现有的强化换热理论-场协同理论出发，对三角形扭曲管的强化换热性能进行了结构-流场-换热性能三者之间的剖析。研究表明，对于呈现剪切稀化特性的高固体含量的沼液体系，管径为76mm，扭曲度为720°/m(扭矩500mm)的三角形管结构，在湍流条件下具有最佳的防堵效果和比现有强化换热高于2倍的强化换热性能。
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