【摘要】：磁渦流致熱作為一種新型的風(fēng)能利用方式,因其節(jié)能減排、零排放、無(wú)污染、風(fēng)能利用率高等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注,近年來(lái)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)飛速發(fā)展,產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的“棄風(fēng)限電”現(xiàn)象,極大促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)力致熱系統(tǒng)的發(fā)展,同時(shí)風(fēng)力磁渦流致熱系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)能利用系數(shù)高及布置更加靈活等優(yōu)點(diǎn),有廣泛應(yīng)用前景,開(kāi)展風(fēng)力磁渦流致熱裝置的設(shè)計(jì)與運(yùn)行特性研究,對(duì)提高風(fēng)力磁渦流致熱系統(tǒng)風(fēng)能利用效率,對(duì)緩解“棄風(fēng)限電”問(wèn)題具有重要意義。本文首先依據(jù)電磁場(chǎng)理論,結(jié)合麥克斯韋方程組對(duì)磁渦流致熱器進(jìn)行電磁場(chǎng)計(jì)算,分析得出影響致熱器致熱功率的主要因素,提出提高致熱器致熱功率的有效途徑,設(shè)計(jì)出了致熱器結(jié)構(gòu),其中包括實(shí)心鋼致熱器、閉口槽致熱器和開(kāi)口槽致熱器,為后續(xù)的數(shù)值模擬及致熱器結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化提供了模型基礎(chǔ)。其次利用Maxwell 2D模擬仿真軟件分析了實(shí)心鋼結(jié)構(gòu)磁渦流致熱器的磁場(chǎng)及渦流密度的分布規(guī)律;分別改變實(shí)心鋼結(jié)構(gòu)致熱器的定子壁厚、氣隙長(zhǎng)度、定子材料,分析了每種因素對(duì)致熱功率的影響,以提高致熱器材料利用率、致熱功率為目標(biāo)優(yōu)化了致熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù);在實(shí)心鋼結(jié)構(gòu)致熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,分別改變閉口槽致熱器中導(dǎo)體條的尺寸、數(shù)量、位置和開(kāi)口槽致熱器中導(dǎo)體條的尺寸、數(shù)量,分析了每種因素對(duì)致熱功率的影響,結(jié)合模擬仿真結(jié)果及加工技術(shù)要求,進(jìn)一步對(duì)致熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后依據(jù)優(yōu)化后的致熱器結(jié)構(gòu)搭建了風(fēng)力磁渦流致熱系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái),對(duì)閉口槽和開(kāi)口槽致熱器,在不同轉(zhuǎn)速、銅條數(shù)量、循環(huán)水的進(jìn)口溫度條件下,進(jìn)行了致熱器致熱功率和致熱效率的試驗(yàn)探究;依據(jù)在不同轉(zhuǎn)速下致熱器致熱功率試驗(yàn)探究結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比分析,最終驗(yàn)證軟件模擬方法及結(jié)果的正確性,為以后致熱器的設(shè)計(jì)提供了理論參考。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK83
【圖文】：

1.1 選題背景及意義能源為社會(huì)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，隨著世界經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，對(duì)能源的需求也日益增加，一次能源（煤、石油、天然氣等）不僅資源有限，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，目前世界各國(guó)都在積極地研究及開(kāi)發(fā)安全、可靠、綠色的可持續(xù)利用的能源。風(fēng)能是一種取之不盡，用之不竭、安全、零排放的可再生綠色能源，已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注[1-4]。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，是最理想的替代能源，將成為未來(lái)世界能源的基石[5,6]。目前風(fēng)能主要用于風(fēng)力發(fā)電，根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)統(tǒng)計(jì)，2017 年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量為 5257 萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量為 5.3958 億千瓦，其中我國(guó)（除港、澳、臺(tái)地區(qū)外）新增裝機(jī)容量 1966萬(wàn)千瓦，占全球新增裝機(jī)容量的 37%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 1.88 億千瓦，占全球累計(jì)裝機(jī)容量的 35%，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)、新增容量均居世界第一[7]。全球近十年風(fēng)電新增及累計(jì)裝機(jī)容量如圖 1-1 所示，從圖中 1-1 可知全球風(fēng)電行業(yè)飛速發(fā)展，其中近十年中國(guó)風(fēng)電新增及累計(jì)裝機(jī)容量如圖 1-2 所示，近十年來(lái)中國(guó)新增裝機(jī)容量居高不下，累計(jì)裝機(jī)容量強(qiáng)勁增長(zhǎng)，中國(guó)引領(lǐng)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。

1.1 選題背景及意義能源為社會(huì)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，隨著世界經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，對(duì)能源的需求也日益增加，一次能源（煤、石油、天然氣等）不僅資源有限，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，目前世界各國(guó)都在積極地研究及開(kāi)發(fā)安全、可靠、綠色的可持續(xù)利用的能源。風(fēng)能是一種取之不盡，用之不竭、安全、零排放的可再生綠色能源，已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注[1-4]。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，是最理想的替代能源，將成為未來(lái)世界能源的基石[5,6]。目前風(fēng)能主要用于風(fēng)力發(fā)電，根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)統(tǒng)計(jì)，2017 年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量為 5257 萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量為 5.3958 億千瓦，其中我國(guó)（除港、澳、臺(tái)地區(qū)外）新增裝機(jī)容量 1966萬(wàn)千瓦，占全球新增裝機(jī)容量的 37%，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 1.88 億千瓦，占全球累計(jì)裝機(jī)容量的 35%，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)、新增容量均居世界第一[7]。全球近十年風(fēng)電新增及累計(jì)裝機(jī)容量如圖 1-1 所示，從圖中 1-1 可知全球風(fēng)電行業(yè)飛速發(fā)展，其中近十年中國(guó)風(fēng)電新增及累計(jì)裝機(jī)容量如圖 1-2 所示，近十年來(lái)中國(guó)新增裝機(jī)容量居高不下，累計(jì)裝機(jī)容量強(qiáng)勁增長(zhǎng)，中國(guó)引領(lǐng)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。

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本文編號(hào)：2713667