我國水資源短缺,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)用水嚴重不足。以常規(guī)能源消耗來改變農(nóng)村地區(qū)嚴重缺水現(xiàn)狀的方式,會隨著資源的不斷耗竭,將愈來愈不適應可持續(xù)發(fā)展的要求。風能技術在清潔能源開發(fā)領域中占有重要的地位。風力提水作為有效利用風能的重要形式,可以在有效解決廣大農(nóng)村地區(qū)農(nóng)田水利、人畜飲水、環(huán)境保護等方面發(fā)揮重要作用,特別是氣動式風力提水系統(tǒng),具有結構簡單、提水效率高、經(jīng)濟成本低等優(yōu)勢。因此,針對風力氣動式提水系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文簡要介紹了國內(nèi)外風力提水的發(fā)展現(xiàn)狀,以及氣液兩相流的研究進展。本文針對內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市博克圖鎮(zhèn)地區(qū)進行風能資源評估,得到該地區(qū)的風速分布以及風能分布狀況,為風力提水系統(tǒng)的選型提供基礎。本文詳細對比介紹了風力發(fā)電提水系統(tǒng)、活塞式風力提水系統(tǒng)、液體作用式風力提水系統(tǒng)三大類提水系統(tǒng)各自的結構特點以及工作原理,本文認為氣動式風力提水系統(tǒng)更適合內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市博克圖鎮(zhèn)地區(qū)等偏遠地區(qū)的提水作業(yè),解決動力能源短缺問題、電網(wǎng)覆蓋困難等問題,真正實現(xiàn)風力機與水源分離。本文應用ANSYS FLUENT14.0軟件對氣動式風力提水系統(tǒng)的核心部位—空氣泵進行了機理研究。采用... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 風力提水發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 風力提水簡介
        1.2.2 風力提水發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 氣液兩相流研究進展
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要工作
第2章 風能資源評估
    2.1 氣象站觀測資料
    2.2 測風數(shù)據(jù)的驗證
        2.2.1 完整性檢驗
        2.2.2 合理性檢驗
        2.2.3 測風有效數(shù)據(jù)完整率的計算
    2.3 風況參數(shù)計算
        2.3.1 空氣密度
        2.3.2 風速和風功率密度的年變化
        2.3.3 風速和風功率密度的日變化
        2.3.4 風速和風能頻率分布
        2.3.5 風向頻率和風能密度方向分布
    2.4 風能資源分布圖
        2.4.1 WAsP軟件的工作原理
        2.4.2 風能資源分布圖
    2.5 本章小結
第3章 風力提水系統(tǒng)選型
    3.1 風力發(fā)電式提水系統(tǒng)
    3.2 活塞式風力提水系統(tǒng)
        3.2.1 單作用式活塞泵
        3.2.2 雙作用式活塞錄
    3.3 流體作用式風力提水系統(tǒng)
        3.3.1 液動式風力提水系統(tǒng)
        3.3.2 氣動式風力提水系統(tǒng)
    3.4 風力提水系統(tǒng)的選型
    3.5 本章小結
第4章 CFD數(shù)值模擬方法
    4.1 多相流模型
    4.2 控制方程
        4.2.1 連續(xù)方程
        4.2.2 動量方程
        4.2.3 湍流模型
    4.3 表面張力模型
    4.4 求解方法
        4.4.1 耦合方法
        4.4.2 離散方法
        4.4.3 梯度插值方法
        4.4.4 壓力插值方法
    4.5 邊界條件
    4.6 本章小結
第5章 垂直上升管內(nèi)氣液兩相流的數(shù)值模擬
    5.1 基本假設
    5.2 幾何模型及劃分網(wǎng)格
    5.3 數(shù)值計算方法
        5.3.1 兩相流模型
        5.3.2 邊界條件
        5.3.3 求解參數(shù)設置
    5.4 模擬分析
        5.4.1 氣泡泵模擬結果
        5.4.2 蓋瑟泵模擬結果
    5.5 結果對比分析
    5.6 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3649772