【摘要】：近年來我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,溫室面積逐年增加,不僅帶來了豐富的綠色蔬菜,提高了農(nóng)民的收入,而且對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)具有明顯的推進(jìn)作用。我國(guó)日光溫室主要集中在北溫帶、暖溫帶地區(qū),為滿足植物正常越冬生長(zhǎng)需要為溫室加溫。目前溫室主動(dòng)加溫方式主要有燃燒化石能源的熱風(fēng)爐、熱水爐加溫和電熱加溫,不僅面臨著環(huán)境污染、能源枯竭的雙重壓力,而且造成溫室生產(chǎn)成本過高的問題。因此,利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵖稍偕茉礊闇厥抑鲃?dòng)加溫有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化方向發(fā)展。本文提出一種利用風(fēng)能攪拌致熱裝置為溫室加溫的供暖系統(tǒng),搭建了一套模擬風(fēng)能攪拌致熱裝置試驗(yàn)平臺(tái),探究攪拌致熱裝置攪拌轉(zhuǎn)子層數(shù)及分布位置與工質(zhì)液位高度因素對(duì)致熱效率的影響,主要研究工作和結(jié)論如下:(1)對(duì)攪拌致熱工作原理和影響致熱功率的因素詳細(xì)分析。結(jié)果表明:致熱器內(nèi)部液體工質(zhì)做完全湍流運(yùn)動(dòng),呈雙循環(huán)流態(tài);致熱功率與攪拌工質(zhì)密度、攪拌轉(zhuǎn)速的三次方、攪拌轉(zhuǎn)子直徑的五次方成正比關(guān)系,除此之外還與攪拌轉(zhuǎn)子的葉寬、葉片個(gè)數(shù)有關(guān),與攪拌桶的形狀、直徑有關(guān),與阻流板的寬度、個(gè)數(shù)有關(guān),這些因素對(duì)致熱功率的影響比較明確。但是攪拌轉(zhuǎn)子的層數(shù)及分布位置、液體工質(zhì)的液位高度對(duì)致熱功率的影響并未開展研究,是本文研究的重點(diǎn)。(2)采用FLUENT軟件對(duì)各工況進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬研究,針對(duì)求解計(jì)算結(jié)果中各工況的速度云圖、速度矢量圖、湍流強(qiáng)度圖展開分析。結(jié)果表明:工質(zhì)湍流運(yùn)動(dòng)劇烈程度與轉(zhuǎn)速正相關(guān);工質(zhì)流態(tài)完全符合雙循環(huán)流態(tài);工質(zhì)流動(dòng)速度和湍流強(qiáng)度越靠進(jìn)攪拌轉(zhuǎn)子葉片周圍均表現(xiàn)出明顯增大增強(qiáng)的趨勢(shì);工質(zhì)液位高度越高,空氣腔越小。(3)設(shè)計(jì)并搭建了一套額定功率為2 kW的模擬風(fēng)能攪拌試驗(yàn)平臺(tái),針對(duì)攪拌轉(zhuǎn)子的層數(shù)及其分布位置和工質(zhì)液位高度因素展開試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:攪拌轉(zhuǎn)子層數(shù)及其分布位置及工質(zhì)液位高度都是影響致熱功率及致熱性能的重要因素。合理布置雙層攪拌轉(zhuǎn)子相比單層攪拌轉(zhuǎn)子,致熱功率及致熱性能均有顯著提升,取400 r/min條件,致熱功率提高了367 W,提升了34.56%,攪拌70 min溫升幅度提高了9.3℃,致熱速率加快了432.45 J/s,提升了48.52%。工質(zhì)液位高度在409 mm時(shí)效果最佳,相比于液位高度在290 mm時(shí),致熱功率提高了570 W,提升了69.94%,攪拌70 min溫升幅度提高了6.5℃,致熱速率加快了302.25 J/s,提升了41.23%,生成的總熱量增加了2495.151 J,提升了81.03%。同時(shí),工質(zhì)液位高度也是影響攪拌致熱效率的重要因素,液位高度426 mm相比于工質(zhì)液位高度290 mm致熱效率增加了7.1231%,致熱效率最高可達(dá)到95.8413%。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S625.3

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本文編號(hào)：2652774