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1、第35卷第6期太陽臺皂學報Vo1_35．No．62014年6月ACTAENERGIAES0LARISSINICAJun．，2014文章編號：0254—0096(2014)06．1034—06分層式液力攪拌致熱系統(tǒng)致熱效能研究趙建柱，宗玉峰，王國業(yè)，黃韶炯，李庚基(1．中國農業(yè)大學工學院，北京100083；2．山西省自動化研究所，太原030012)摘要：提出一套可匹配不穩(wěn)定風能作為能量輸人的高效風力致熱系統(tǒng)?；谟嬎懔黧w動力學仿真技術(CFD)分析系統(tǒng)關鍵參數油液高度和輸入轉速對系統(tǒng)制熱效能的影響；基于仿真系統(tǒng)結構參數和仿真條件建立試驗系統(tǒng)，
2、并進行相應的攪拌驗證試驗。仿真分析和試驗結果表明：基于CFD對風力致熱效能分析可行有效；分層式液力攪拌致熱效果明顯；在試驗范圍內，油液高度越高、攪拌速度越大，致熱效果越好。關鍵詞：風力致熱；CFD仿真技術；分層式攪拌；致熱效能中圖分類號：TK83文獻標識碼：A成的空間里轉動，構成3層液體攪拌層。固定圓盤O引舌與攪拌桶內壁之間留有較小間隙以構成節(jié)流d,Tt。目前風力致熱研究主要集中在液力攪拌式致熱、液力擠壓式致熱、風力驅動熱泵致熱、電渦流致熱等方式。CFD技術尚未應用于風力致熱領域，但已廣泛應用于攪拌系統(tǒng)n。攪拌設備旋轉仿真方法主要有黑箱模型
3、法、多重參考坐標系法、內外法、滑移網格法4種'。文獻[8，9]通過大量研究發(fā)現：粘性模型能較好地仿真攪拌流場。為了提高致熱裝置的致熱效率，本文提出一種新型攪拌式風力致熱裝置并運用CFD技術分析研究致熱系統(tǒng)致熱效能，并進行相應的攪拌驗證試驗。1．攪拌桶2．攪拌軸3．轉動圓盤4．攪拌槳葉1致熱裝置結構與工作原理5．固定圓盤6．固定槳葉7．軸承8．鍵9．固定螺栓10．節(jié)流小孔11．軸承1．1攪拌式致熱裝置總體結構圖l致熱裝置結構示意圖攪拌式致熱裝置的幾何結構如圖1所示，主要Fig．1Structuralschematicofheatingequi
4、pment由固定部分和轉動部分組成，其中固定部分包括攪拌桶1、固定圓盤5和固定螺栓9；轉動部分包括攪1．2攪拌式致熱系統(tǒng)工作原理拌軸2和轉動圓盤3。固定圓盤與攪拌軸之間留有攪拌裝置工作時，風機將風能轉化為機械能驅較大間隙，通過固定螺栓9與攪拌桶連接；轉動圓動攪拌軸轉動，使攪拌桶內的轉動圓盤槳葉攪動液盤通過鍵8安裝在攪拌軸2上；攪拌軸通過軸承11體。具有一定粘度的液體在轉動圓盤中獲得一定和軸承7安裝在攪拌桶上。本裝置共有3個轉動的流場形態(tài)。固定圓盤和轉動圓盤將整個流場劃圓盤和3個固定圓盤，固定圓盤和轉動圓盤的上下分為3層攪拌空間，相對密閉的攪
5、拌空間使流體壓端面均裝有攪拌槳葉4，轉動圓盤在兩固定圓盤形力增大，液體分子之問的摩擦加劇。試驗與分析表收稿日期：201309—02基金項目：山西省科技攻關項目(2008031220)通信作者：王國業(yè)(1963一)，男，博士、教授、博士生導師，主要從事風能利用與農業(yè)機械方面的研究。guoye@cau．edu．cn6期趙建柱等：分層式液力攪拌致熱系統(tǒng)致熱效能研究1039fluidmodelforturbulentgas—liquidbubblyflows[J]．[7]WangFujun．PrinciplesandapplicationsofIn
6、ternationalJouralofMuhiphaseFlow，2003，29(1)：computationalfluiddynamicsanalysis．CFDsoftware23—49．lM』．Beijing：TsinghuaUniversityPress．2004．[5]BangW，NikovI，DelmasH．Gas—liquidmasstransfer[8]周國忠，施力田，王英琛．攪拌槽內近槳區(qū)流動場的inanewthree—phasestirredairliftreactor[J]．Journalof數值研[J]．高?；瘜W工程
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