風(fēng)能直接制熱是風(fēng)能利用的一種重要形式,制熱器由風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動,產(chǎn)生熱量�？梢詾楣峁芫W(wǎng)尚未覆蓋的工業(yè)園區(qū)、中小城鎮(zhèn)居民區(qū)及偏僻鄉(xiāng)村提供冬季采暖熱源。在有效的利用可再生能源的同時,可以有效的減少由化石能源燃燒所造成的環(huán)境污染問題。本文研究中首先依據(jù)制熱原理,綜合考慮各因素對制熱效果的影響,設(shè)計和搭建了磁渦流制熱裝置與液體攪拌制熱裝置試驗(yàn)臺。對制熱器啟動階段不同運(yùn)行工況下的溫度參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計與分析。得出磁渦流制熱器本體換熱面及進(jìn)出口工質(zhì)溫度的變化規(guī)律,液體攪拌制熱器工質(zhì)溫度與溫升速率的變化規(guī)律。之后通過對制熱規(guī)律的分析,結(jié)合流體力學(xué)與電磁學(xué)等理論知識,對制熱器結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提升制熱裝置制熱效果,設(shè)計用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的縮比制熱器。其次通過風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)原理,選擇風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中所需的垂直軸風(fēng)力機(jī)參數(shù)。計算得出所選用機(jī)型的風(fēng)能利用系數(shù)與尖速比的關(guān)系曲線。采用風(fēng)力機(jī)與縮比制熱器直連的結(jié)構(gòu),對縮比制熱器進(jìn)行風(fēng)洞測試。通過對工質(zhì)循環(huán)流量以及風(fēng)洞風(fēng)速的控制,得到制熱器工質(zhì)循環(huán)進(jìn)出口的溫度在不同風(fēng)速條件下的參數(shù)。依據(jù)相關(guān)理論計算公式,對溫度及換熱端差進(jìn)行理論計算。得出在不同風(fēng)速條件下的制熱器溫度變化規(guī)律及制熱效率,指出了實(shí)現(xiàn)制熱系統(tǒng)效率最大化的運(yùn)行方式。最后對選定算例中獨(dú)立戶型熱用戶的不同供暖方案經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析比較,包括初始投資成本及運(yùn)行費(fèi)用。通過與燃煤采暖與電采暖方案相比較,可知相比于燃煤采暖的方案,風(fēng)能供熱的方案在使用周期內(nèi)沒有燃料消耗,可以在生命周期達(dá)到一半時與燃煤采暖總成本持平。相比于電采暖的方案,無需承擔(dān)使用周期內(nèi)的電費(fèi)成本。對于短期使用用戶來說,不具備吸引力。在長期使用的情況下,可以有效的節(jié)約運(yùn)行成本,實(shí)現(xiàn)采暖成本最小化,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價值。
【學(xué)位單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK513.1
【部分圖文】：

-1 永磁渦流制熱裝置磁通回路定律路中產(chǎn)生變化時，就會有電的電流稱為感應(yīng)電流[67]。旋轉(zhuǎn)時，定子發(fā)熱體就處在在其內(nèi)部可以形成諸多自由，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)通mΦ 隨時間的變化率成正mSd d B dSdt dtΦ= = 向與穿過該回路磁通mΦ 的l所限定的面積，面積的正

永磁渦流制熱實(shí)驗(yàn)裝置主要由驅(qū)動電機(jī)、工質(zhì)循環(huán)結(jié)構(gòu)、制熱器本體和變頻控制器等組成，如圖 2-1 所示。實(shí)驗(yàn)裝置中由異步電機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)作為原動機(jī)，通過變頻控制器可以改變異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其滿足實(shí)驗(yàn)測試所需轉(zhuǎn)速要求。散熱水槽體積為0.75m3，散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可由變頻控制器控制。循環(huán)泵最大流量 6m3/h，可由變頻控制器對流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。制熱器本體主要由永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子發(fā)熱體內(nèi)壁、定子發(fā)熱體外壁、循環(huán)工質(zhì)進(jìn)出口以等其他部件組成。制熱器轉(zhuǎn)子鐵芯上使用螺釘緊固有 8 組共 4 對 NdFe35 釹鐵硼永磁體，每組永磁體是由相同的 8 塊永磁體沿軸向疊壓安裝。轉(zhuǎn)子鐵芯上永磁體外表面與定子發(fā)熱體內(nèi)壁間隔有 1mm 厚的氣隙。循環(huán)泵連接在制熱裝置進(jìn)口端，制熱裝置工作時將水箱中的工質(zhì)以一定的流量送入定子發(fā)熱體水槽中，工質(zhì)與定子發(fā)熱體壁面進(jìn)行熱量交換，將產(chǎn)生的熱量帶走，進(jìn)入散熱水箱，完成換熱循環(huán)過程。永磁渦流制熱實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)除了上述主要組成部分外，還包括安裝在制熱裝置本體工質(zhì)進(jìn)出口以定子發(fā)熱體水槽處用以測量溫度的測溫元件與數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

與葉片的摩擦與撞擊，最先達(dá)到了主質(zhì)形成了較大的速度梯度。由于工質(zhì)擊和摩擦。當(dāng)具有一定動能的工質(zhì)遇的撞擊與摩擦，并且在阻流板與攪拌加劇了工質(zhì)分子的混亂程度。因此，撞擊、摩擦效應(yīng)以及部分區(qū)域所產(chǎn)生熱能。本文研究中采用四直葉片轉(zhuǎn)子置。何結(jié)構(gòu)、工質(zhì)類型及運(yùn)行參數(shù)等會類，第一類影響因素是液體攪拌制熱位高度 H、阻流板長 L 及寬 b、葉片當(dāng)制熱裝置的的葉片數(shù)目及阻流板數(shù)所示的有量綱參數(shù)[30]。
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本文編號：2866178