国内外风力致热的现状

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风力致热的能量转换效率最高可达40%以上,是所有风能利用装置中能量转换效率最高的一种利用形式。风能致热可以直接被利用在对水,油气等工作介质的加热,住宅,禽畜舍,温室大棚的供暖上面。风能致热的方式大体可以分为以下几种。第一种,风力发电机产生的电能被通入电阻丝中,由此间接产生的热能,效率较低;第二种,风力机带动压缩机,通过压缩空气,来产生热能;第三种,是通过永磁祸流所产生的祸流效应,第四种,是通过风力机通过传动带动揽拌器高速搅拌液体,来产生热能。第五种,通过风力机工作驱动液压栗,使得液压虹里面的油从直径很小的孔中射出,高速的液压油对低速的油产生强烈冲击,造成分子热运动加剧,温度由此升高,机械能被转化成热能。此外,风力机还可以通过带动固体材料之间的相对摩擦来生热[24,25,26]。风能致热的风能利用率很高,但是致热本身需要的能量很大,所以一般建议采用规模较大的风力机。然而由于机械能转化成热能理论上可以百分百转化,所以世界各国也早就开始了风能致热方面的研究和应用工作。F1本利用风力致热来发展渔业养殖,温室供热,并取得了一定的社会经济效益,欧美等西方国家主要通过利用风能来进行家庭供暖[27】。我国在风能致热方面起步较晚,然而,类似于西部等偏远地区一方面风能的储量相当巨大,一方面对于热能的需求量也很可观。利用风能致热,可以减少能量转换的环节,方便利用。因此,需要从政策上引导风力致热项目的开展,同时做好风能致热技术研究工作的开展与应用。在风力资源丰富的地区发展风力致热技术,用于该地区居民的日常生活供暖以及农畜牧业的辅助供热等,对与偏远地区节约生活成本,提高生活质量,减小污染对环境的压力,具有重要的意义。
沈阳工业大学,中国农业大学,西安交通大学较早开展将风能转化成热能的研究工作,但是其致热方式却不尽相同。其中沈阳工业大学和西安交通大学的研究重点是如何实现液体挤压致热,而中国农业大学则专门钻研液体搅拌致热的。西北大学另辟溪径,主要从事磁祸流致热方面的研究。利用风力驱动转子转动,进而造成定子内部产生祸流,进而致热,也很好的实现了机械能到热能的转化。
1.5本课题研究内容
风力机的工作场所一般都固定在野外的风场。对比水平轴风机,在高风速工况下的失速调节与变桨调节,垂直轴风机在极限工况下的调节手段显得明显不足。本文立足于垂直轴阻力差型风机致热系统,致力于研究出高风速下风车的气动制动的实现方法,创新性的提出了利用在垂直轴阻力差型风机叶片两端加装扭簧的方法,来实现对可转动叶片偏转角度的控制,进而缓解高风速下叶片所承受的风压。并在实验室的条件下,在不的负载条件下,模拟实验了可偏转角度风叶系统的工作情况。
具体的工作内容包括如下几个方面:
(1)根据风机的工作特点与叶片的结构特点,设计了左右两种旋向的扭转弹賛,并考虑了扭转弹賛的安装方式与位置。
2)对不同传动比下的石家庄风机的工作状态以及叶片的偏转情况进行了实验研究,并从理论上给出了指导性公式,验证了实验数据间的数值关系。