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姓名: 王永江 岗位名称: 农业工程系
性别: 主要研究方向: 农业废弃物生物处理;降解动力学;系统传热与热平衡;数学模型与仿真;系统动力学
职称: 讲师 电话: 13125013679
学历: 博士 邮箱: wangyongjiang@mail.hzau.edu.cn
硕博导: 工程硕士导师
个人简介: 王永江,2014年6月中国农业大学博士毕业,同年7月入职华中农业大学教学科研岗位,主持各类科研项目6项(包含湖北省自然科学基金1项,国家自然科学基金青年项目1项)。论文发表坚持高标准的学术要求,表现出了有活力的科学研究势态。 研究工作主要尝试解决2项堆肥工程实际问题:揭示堆肥温度控制机理;模拟堆肥过程有机质降解产热现象。 堆肥过程热量平衡各要素是动态变化的,基于数学模型认识堆肥热平衡系统的动态特性具有实际意义。堆肥过程热量传递方式比较复杂,主要包括热传导、热对流、热辐射和汽化潜热,例如,好氧堆肥过程中,堆体温度一般高于环境温度,会有辐射散热和通过反应器壁的传导散热;自然或者强制通风供氧时,气流通过堆体会有对流换热发生;伴随堆体温度的升高,含水率较高的堆料中有大量的液态水气化为水蒸汽,相同温度的水由液态相变为气态时会吸收潜热。而且,堆肥过程是复杂的生化过程,堆料和反应器温度随时间的改变而改变,为非稳态的热传递过程。堆肥热平衡过程状态变量主要包括有机质降解速率、有机质热值、堆料热特性、含水率、温度和通风速率等,这些过程变量往往相互影响,具有非线性关系,呈现动态变化规律,这给堆肥系统热量平衡的认识和过程控制带来了困难和挑战。数学模型是研究系统动力学的常见方法,是分析研究反馈系统的有效工具,也是认识和解决系统问题的重要手段。基于热力学和传热学基本理论建立堆肥系统热量平衡数学模型,模拟各过程变量对堆肥热量平衡的影响,量化认识各要素之间的相互关系,有助于实现对堆肥系统热平衡过程的科学控制。 有机质降解产热是堆肥系统热量平衡的重要组成部分。畜禽粪便废弃物易降解有机质含量相对低,好氧堆肥微生物总降解产热效率不高,有堆肥过程温度控制不能达到卫生标准的风险,因此认识降解产热机理并基于系统热量平衡动态特性研究好氧堆肥温度控制技术非常关键。基于堆肥系统热量平衡动态特性发展温度控制技术是研究热点,但现有研究多以温度、氧气浓度反馈控制通风量以降低对流换热量为目标,较少考虑有机质降解产热及其与堆肥系统热量平衡其他组成部分的反馈关系,控制效果有待改善和提高,需要综合考虑堆料降解特性、产热特性、通风速率、环境温度、器壁传热等因素对有机质降解产热过程的影响,建立对多种堆肥要素有包含、描述能力的有机质降解产热机理模型。
教学工作
讲授本科课程:
工程图学
工程热力学与传热学
试验设计与数据处理
储能原理与技术
科研成果
专利:
黄光群,韩鲁佳,王永江,王晓燕,贾滨泽. 一种模拟好氧堆肥过程的装置及方法. 公开号:CN101830745A,发明专利,公开日:2010年9月15日
黄光群,韩鲁佳,王晓燕,王永江,贾滨泽. 堆肥监测装置. 申请号:201020192320.9,实用新型专利,2010年5月11日
韩鲁佳, 张安琪, 黄光群, 张绍英, 杨增玲, 王永江, 葛金怡, 黄晶, 张阳. 一种智能型好氧堆肥反应器系统. 公布号: CN103214290, 发明专利,公开日:2013年7月24日
软件著作权:
猪粪有机质降解过程模拟软件V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ36667
小型堆肥反应器进出口气体携带热量模拟软件V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ36559
猪粪好氧堆肥可生物降解有机质降解过程模拟软件V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ36558
猪粪麦秸好氧堆肥工艺参数评价软件V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ36666
反应器好氧堆肥水分蒸发速率预测软件V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ37259
猪粪麦秸混合好氧堆肥温度模拟软件 V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ37260
好氧堆肥反应动力学温度影响因子预测软件 V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ37261
猪粪麦秸堆肥自由空域变化规律模拟软件 V1.0,韩鲁佳 王永江 黄光群等,证书号:BJ37262
课题项目:
基于有机质降解产热模型的堆肥过程热平衡动态特性研究,国家自然科学基金-青年科学基金项目,31601226,直接资助经费24万元,2017.01-2019.12,主持
畜禽粪便好氧堆肥温度控制机理,湖北省自然科学基金项目-面上类青年项目,编号:2016CFB138,直接资助经费5万元,2016.01-2017.12,主持
引入氧相态传递的堆肥系统热平衡动态特性,中央高校基本科研经费(培育项目2662016PY016),资助额度8万元,2016.01-2016.12,主持
50 m3集装箱式高温厌氧干发酵工艺研究及装置设计:子课题“厌氧预处理”,武汉四方光电科技有限公司技术开发合作横向项目,资助额度5万元,2015.01-2015.12,主持
沼渣好氧堆肥热量平衡动态特性研究,中央高校基本科研经费(青年教师科技创新专项),资助额度8万元,2015.01-2016.12,主持
牛粪厌氧制沼气与好氧堆肥过程有机质降解动力学模型比较和构建,中央高校基本科研经费(新进博士科研启动专项2662014BQ040),资助额度10万元,2014.07-2015.12,主持
猪粪好氧堆肥过程有机物降解和热量平衡模型研究,中国农业大学研究生科研创新专项,项目号:KYCX2011065,资助额度1万元,2011.04-2012.04,主持
国家自然科学基金项目“畜禽粪便好氧堆肥质热耦合传递多孔介质模型31201684”,资助额度20万,2013.1-2015.12,参与
国家“十二五”科技支撑计划项目“现代化畜禽养殖场废弃物资源化利用关键技术研究与示范2012BAD47B00”课题“养殖场固废环保型堆肥与利用技术装备研究示范2012BAD47B01”子课题“养殖场固废和沼渣环保型好氧堆肥模拟与工艺优化研究2012BAD47B01-01”,资助额度110万,2012.9-2015.12,参与
公益性行业(农业)科研专项子课题“典型区域农业机械化工程技术集成的框架和方法研究200903009-02-04”,资助额度90万,2009.1-2013.12,参与
公益性行业(农业)科研专项子课题“农业生物质基础特性的相关性研究201003063-11”,资助额度100万,2010.7-2014.12,作为博士研究生主要参与
发表论文
Yongjiang Wang*, Freddy Witarsa, Application of Contois, Tessier, and first-order kinetics for modeling and simulation of a composting decomposition process. Bioresource Technology, 2016. 220: 384-393. 
Yongjiang Wang*, Wenjuan Niu, Ping Ai, Assessing thermal conductivity of composting reactor with attention on varying thermal resistance between compost and the inner surface. Waste Management, 2016. 58: 144-151. 
Yongjiang Wang*, Pang, L., Liu, X., Wang, Y., Zhou, K., Luo, F. 2016. Using thermal balance model to determine optimal reactor volume and insulation material needed in a laboratory-scale composting reactor. Bioresource Technology, 206: 164-172 
Yongjiang Wang*, Ping Ai, Integrating particle physical geometry into composting degradation kinetics, Bioresource Technology, 200: 514-520 
Yongjiang Wang*, Ping Ai, Hongliang Cao, Zhigang Liu, Prediction of moisture variation during composting process: A comparison of mathematical models, Bioresource Technology, 193: 200-205 
Yongjiang Wang, Guangqun Huang, Lujia Han*, et al, 2014. Estimating thermal balance during composting of swine manure and wheat straw: A simulation method, International Journal of Heat and Mass Transfer, 75:362-367 
Yongjiang Wang, Stephanie Lansing, Freddy Witarsa. Effect of temperature on methane production: a simulation model, Northeast Agricultural and Biological Engineering Conference, Altoona, PA, USA, June 2013
王永江,黄光群,韩鲁佳等.塑料和麦秸膨胀剂对猪粪好氧堆肥的影响试验[J].农业机械学报, 2013, 05:158-163 
王永江,黄光群,韩鲁佳.猪粪麦秸反应器好氧堆肥水分平衡模型研究[J].农业机械学报, 2012, 06:102-106 
王永江,黄光群,韩鲁佳.猪粪好氧堆肥过程有机质降解和热量平衡模型[J].农业机械学报, 2011, 10:121-124 
王永江,黄光群,韩鲁佳.自由空域对猪粪麦秸好氧堆肥的影响实验分析[J].农业机械学报, 2011, 06:122-126 
王永江,黄光群,韩鲁佳.基于SIMULINK的猪粪好氧堆肥热量平衡仿真研究[A].中国农业工程学会.中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C].
出版著作
奖励情况
Elsevier学术期刊 Recognized Reviewer Status审稿人认证, 2016.10
中国农业大学博士生科研成就奖,2013.12
学术活动
学术报告、交流:
Oral presentation at Northeast Agricultural and Biological Engineering Conference, Effect of temperature on methane production: a simulation model, Altoona, USA, June 2013
中国农业工程年会,农业生物质资源化利用与新能源工程科技创新分会场学术报告,基于SIMULINK的猪粪好氧堆肥热量平衡仿真研究,重庆,2011.10

教学改革项目:
王永江,Rune Bakke,生物质能源化利用与生化过程模拟国际合作研究与课程共建,华中农业大学国际合作与交流处,项目号:X2016045,2016.08
王永江,Rune Bakke,Shuai Wang, 基于厌氧制沼生化反应模型研究与课程共建,华中农业大学国际合作与交流处,项目号:C2016012,2016.07
王永江,Freddy Witarsa, 温度敏感型厌氧发酵微生物的沼气制备潜力研究,华中农业大学国际合作与交流处,项目号:C2016011,2016.08
王媛媛,曹红亮,王永江,将WinQSB软件融入《运筹学》课程的课件制作及美化,华中农业大学校级教改项目,2015.04
王永江,庞李,生物反应器传热过程设计计算与软件仿真,华中农业大学本科生科技创新项目,2015.11


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