【摘要】：隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)機(jī)在茶園防霜方面的應(yīng)用逐漸趨于主流,相較于傳統(tǒng)的煙熏、覆蓋、灌水等防霜方法,風(fēng)機(jī)防霜具有機(jī)械化、自動(dòng)化、效率高及效果好等優(yōu)勢(shì)。然而國(guó)內(nèi)外在風(fēng)機(jī)防霜方面的研究大多基于試驗(yàn)開(kāi)展,試驗(yàn)研究只能從宏觀方面研究風(fēng)機(jī)防霜的效果,并沒(méi)有對(duì)風(fēng)機(jī)防霜的本質(zhì)進(jìn)行深入研究。因此借助于新的研究方法,對(duì)風(fēng)機(jī)作用下流場(chǎng)特性和溫度變化進(jìn)行研究具有重要意義。本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作及研究?jī)?nèi)容如下:1.介紹了風(fēng)機(jī)在防霜領(lǐng)域的工作原理、應(yīng)用及發(fā)展,特別介紹了風(fēng)機(jī)作用下氣流擾動(dòng)特性的研究現(xiàn)狀以及相應(yīng)的國(guó)內(nèi)外研究趨勢(shì)。介紹了茶園倒春寒氣象現(xiàn)象以及逆溫層的形成原因,并將逆溫層的溫度變化分布特性數(shù)值化以將其用于后述的數(shù)值計(jì)算和分析。研究形成逆溫層的因素在數(shù)值計(jì)算中的作用。較詳細(xì)的研究了風(fēng)機(jī)防霜啟動(dòng)時(shí)機(jī)及垂直空間上逆溫分布特性。2.分析了風(fēng)機(jī)防霜類(lèi)型及防霜面積,結(jié)合研究目的選定圓弧板葉型進(jìn)行風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)比了不同的葉型曲面設(shè)計(jì)方法,采用等環(huán)量設(shè)計(jì)方法計(jì)算設(shè)計(jì)半徑及葉片形狀。計(jì)算設(shè)計(jì)點(diǎn)在笛卡爾坐標(biāo)系下的坐標(biāo),并利用MATLAB進(jìn)行曲面擬合。3.對(duì)風(fēng)機(jī)模型進(jìn)行三維建模,分別對(duì)網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置、控制方程及湍流模型、網(wǎng)格無(wú)關(guān)性進(jìn)行了研究分析。利用數(shù)值計(jì)算方法研究了風(fēng)機(jī)的性能,發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速相同時(shí),三種風(fēng)機(jī)的流量基本相同,但三葉片風(fēng)機(jī)的效率最高,穩(wěn)定性較好。4.對(duì)風(fēng)機(jī)防霜物理模型進(jìn)行三維建摸,選用SST k ω湍流模型。對(duì)茶樹(shù)冠層處氣流流動(dòng)特性及溫度變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)冠層處氣流速度與轉(zhuǎn)速成正比,而某些區(qū)域的溫度隨著轉(zhuǎn)速的增加先升高后降低,但整個(gè)冠層的平均溫度隨轉(zhuǎn)速的增加而升高。5.研究了空間上流場(chǎng)特性與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)該模型的轉(zhuǎn)速增加到某一臨界值時(shí),會(huì)形成一個(gè)近似三角行的螺旋流,螺旋流的單邊寬度在1.5 m左右,半徑約3~5m。但是旋渦中心向風(fēng)機(jī)左側(cè)偏移,旋渦中心與風(fēng)機(jī)中心的連線(xiàn)與水平的夾角約為15.83°,但旋渦中心與風(fēng)機(jī)中心的距離隨著轉(zhuǎn)速增加變化不明顯。經(jīng)過(guò)精確計(jì)算,本模型風(fēng)機(jī)的俯角為50.9°時(shí),螺旋流對(duì)茶樹(shù)冠層的作用面積達(dá)到最大。6.研究了空間上螺旋流與溫度變化的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)螺旋流空間上的溫度分布比較均勻,與初始時(shí)相比有較大提高,且平均溫度隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S224

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本文編號(hào)：2786558