國內(nèi)外風(fēng)力致熱的現(xiàn)狀

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風(fēng)力致熱的能量轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)40%以上,是所有風(fēng)能利用裝置中能量轉(zhuǎn)換效率最高的一種利用形式。風(fēng)能致熱可以直接被利用在對水,油氣等工作介質(zhì)的加熱,住宅,禽畜舍,溫室大棚的供暖上面。風(fēng)能致熱的方式大體可以分為以下幾種。第一種,風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能被通入電阻絲中,由此間接產(chǎn)生的熱能,效率較低;第二種,風(fēng)力機(jī)帶動壓縮機(jī),通過壓縮空氣,來產(chǎn)生熱能;第三種,是通過永磁禍流所產(chǎn)生的禍流效應(yīng),第四種,是通過風(fēng)力機(jī)通過傳動帶動攬拌器高速攪拌液體,來產(chǎn)生熱能。第五種,通過風(fēng)力機(jī)工作驅(qū)動液壓栗,使得液壓虹里面的油從直徑很小的孔中射出,高速的液壓油對低速的油產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊,造成分子熱運(yùn)動加劇,溫度由此升高,機(jī)械能被轉(zhuǎn)化成熱能。此外,風(fēng)力機(jī)還可以通過帶動固體材料之間的相對摩擦來生熱[24,25,26]。風(fēng)能致熱的風(fēng)能利用率很高,但是致熱本身需要的能量很大,所以一般建議采用規(guī)模較大的風(fēng)力機(jī)。然而由于機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能理論上可以百分百轉(zhuǎn)化,所以世界各國也早就開始了風(fēng)能致熱方面的研究和應(yīng)用工作。F1本利用風(fēng)力致熱來發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖,溫室供熱,并取得了一定的社會經(jīng)濟(jì)效益,歐美等西方國家主要通過利用風(fēng)能來進(jìn)行家庭供暖[27】。我國在風(fēng)能致熱方面起步較晚,然而,類似于西部等偏遠(yuǎn)地區(qū)一方面風(fēng)能的儲量相當(dāng)巨大,一方面對于熱能的需求量也很可觀。利用風(fēng)能致熱,可以減少能量轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié),方便利用。因此,需要從政策上引導(dǎo)風(fēng)力致熱項目的開展,同時做好風(fēng)能致熱技術(shù)研究工作的開展與應(yīng)用。在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)發(fā)展風(fēng)力致熱技術(shù),用于該地區(qū)居民的日常生活供暖以及農(nóng)畜牧業(yè)的輔助供熱等,對與偏遠(yuǎn)地區(qū)節(jié)約生活成本,提高生活質(zhì)量,減小污染對環(huán)境的壓力,具有重要的意義。
沈陽工業(yè)大學(xué),中國農(nóng)業(yè)大學(xué),西安交通大學(xué)較早開展將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成熱能的研究工作,但是其致熱方式卻不盡相同。其中沈陽工業(yè)大學(xué)和西安交通大學(xué)的研究重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)液體擠壓致熱,而中國農(nóng)業(yè)大學(xué)則專門鉆研液體攪拌致熱的。西北大學(xué)另辟溪徑,主要從事磁禍流致熱方面的研究。利用風(fēng)力驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,進(jìn)而造成定子內(nèi)部產(chǎn)生禍流,進(jìn)而致熱,也很好的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能到熱能的轉(zhuǎn)化。
1.5本課題研究內(nèi)容
風(fēng)力機(jī)的工作場所一般都固定在野外的風(fēng)場。對比水平軸風(fēng)機(jī),在高風(fēng)速工況下的失速調(diào)節(jié)與變槳調(diào)節(jié),垂直軸風(fēng)機(jī)在極限工況下的調(diào)節(jié)手段顯得明顯不足。本文立足于垂直軸阻力差型風(fēng)機(jī)致熱系統(tǒng),致力于研究出高風(fēng)速下風(fēng)車的氣動制動的實(shí)現(xiàn)方法,創(chuàng)新性的提出了利用在垂直軸阻力差型風(fēng)機(jī)葉片兩端加裝扭簧的方法,來實(shí)現(xiàn)對可轉(zhuǎn)動葉片偏轉(zhuǎn)角度的控制,進(jìn)而緩解高風(fēng)速下葉片所承受的風(fēng)壓。并在實(shí)驗室的條件下,在不的負(fù)載條件下,模擬實(shí)驗了可偏轉(zhuǎn)角度風(fēng)葉系統(tǒng)的工作情況。
具體的工作內(nèi)容包括如下幾個方面:
(1)根據(jù)風(fēng)機(jī)的工作特點(diǎn)與葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計了左右兩種旋向的扭轉(zhuǎn)彈賛,并考慮了扭轉(zhuǎn)彈賛的安裝方式與位置。
2)對不同傳動比下的石家莊風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)以及葉片的偏轉(zhuǎn)情況進(jìn)行了實(shí)驗研究,并從理論上給出了指導(dǎo)性公式,驗證了實(shí)驗數(shù)據(jù)間的數(shù)值關(guān)系。