谢红振 牛亚琳

上海市计量测试技术研究院

0 前言

风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源，不仅能用于发电，而且可以直接用于致热[1，2]。相比于风能在发电方面的重要应用，风能在致热方面的应用同样不可忽略[3]。目前,风力致热方式主要有8种，其中，搅拌式风力致热方式的致热效率最高[4，5]，其基本原理为风力机直接带动搅拌器高速转动并使液体发热。启动性能作为影响搅拌式风力致热装置启动的决定因素，直接关系到致热装置能否正常启动。因此，对搅拌式风力致热启动性能的研究具有重要意义。搭建搅拌式风力致热实验台，从致热装置启动扭矩入手，分析其启动性能。实验主要考察搅拌转速、角加速度及叶轮半径与启动所需扭矩的关系，以期为风力致热装置启动性能的深入研究提供参考。

1 实验装置与致热器结构

1.1 实验装置与过程

图1 为搅拌式风力致热实验装置示意图，为了定性研究致热装置的启动性能，实验利用性能稳定的电动机代替自然条件下工况时常变化的风力机作为动力源。本启动性能实验的搅拌工质选用自来水，因为水具有热容量高、蒸发热量大、清洁环保等优点。实验过程利用变频器（FC-051）调节三相电机（QABP100L4B-4）启动参数（如:启动时间、设定转速等），电机在不同的设置参数下，分别驱动不同注水量的同一致热器B（自制）或者同一注水量的不同致热器A、B、C（自制），使其从静止达到设定转速。同时，利用动态扭矩测试仪(HK-TL308)和数据采集仪(34970A)记录启动过程的相关数据，其中，数据采集仪采样时间的间隔为0.126 s。……