發(fā)布時(shí)間：2020-08-24 10:48

【摘要】：風(fēng)能是資源潛力巨大、技術(shù)較為成熟的可再生能源,在減排溫室氣體、應(yīng)對(duì)氣候變化的新形勢(shì)下,越來越受到世界各國(guó)的重視。雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)量龐大,再加上風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行和風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的惡化,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)機(jī)艙、齒輪箱和發(fā)電機(jī)散熱片受到污染,灰塵堵塞冷卻系統(tǒng)進(jìn)氣口,造成機(jī)艙內(nèi)熱交換器性能下降,而且艙內(nèi)空間尺寸有限,齒輪箱、發(fā)電機(jī)、電控柜等多個(gè)高溫?zé)嵩醇傲悴考贾迷谝粋�(gè)狹小的空間內(nèi),機(jī)艙內(nèi)出現(xiàn)整體或局部區(qū)域溫度過高的現(xiàn)象,導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱油、發(fā)電機(jī)等過溫,風(fēng)機(jī)限功率運(yùn)行甚至停機(jī),最嚴(yán)重造成部件損壞等現(xiàn)象,所以為雙饋風(fēng)機(jī)研發(fā)一個(gè)高效多元化、能同時(shí)滿足監(jiān)控、處理風(fēng)電問題的雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng)是很有必要的。首先,運(yùn)用CFD對(duì)機(jī)艙內(nèi)空氣流動(dòng)及其溫度特性進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,獲取機(jī)艙內(nèi)不同位置的流場(chǎng)及發(fā)熱部件溫度分布云圖,通過對(duì)比不同條件下的云圖,找出影響溫度和流場(chǎng)分布的主要因素,為雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng)提出合理的設(shè)計(jì)方案,從而保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)各部件工作在最佳溫度范圍內(nèi)。其次,根據(jù)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)溫度智能控制系統(tǒng)的硬件部分,在機(jī)艙主要熱源部署先進(jìn)的溫度傳感器,形成機(jī)艙溫度的全方位、高精度、實(shí)時(shí)的感知和探測(cè)。對(duì)比不同類型的風(fēng)機(jī)特點(diǎn)選擇出適用于風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部的軸流風(fēng)機(jī),安裝在機(jī)艙底部,改善機(jī)艙氣體流動(dòng)性。完成機(jī)艙智能過濾系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),對(duì)比了四種常用的過濾網(wǎng)材料特點(diǎn)特性,選擇出最適機(jī)艙的過濾網(wǎng)材料。最后,通過對(duì)機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)功能需求進(jìn)行分析,開發(fā)溫度智能控制系統(tǒng)軟件部分,采用三層B/S結(jié)構(gòu)的Java EE架構(gòu),使用三個(gè)開源框架,結(jié)合JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)層,基于MVC的設(shè)計(jì)模式,構(gòu)建出一個(gè)穩(wěn)定且性能良好的機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng)應(yīng)用。對(duì)比分析三組樣機(jī)齒輪箱溫度及輸出有功功率曲線,得出機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng)可以有效的監(jiān)測(cè)和控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行,提升發(fā)電機(jī)效率,能夠解決目前雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)艙環(huán)境現(xiàn)存問題。為本研究后續(xù)展望提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。論文通過設(shè)計(jì)機(jī)艙溫度智能控制系統(tǒng),降低機(jī)艙環(huán)境的整體溫度,降低機(jī)艙內(nèi)部溫度過高故障率,節(jié)約了人力物力,同時(shí)提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率和風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM614
【圖文】：

院碩士學(xué)位論文 3 雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)艙件很多，如散熱器，齒輪箱、發(fā)電機(jī)等，不同類型的支架交叉在一起復(fù)雜，相關(guān)布置情況具體如下圖 3.1。對(duì)形狀完全相同的機(jī)艙模擬分而在此處理過程中，應(yīng)該在保留主體部件后，對(duì)于復(fù)雜的機(jī)艙內(nèi)部結(jié)，盡可能的貼近真實(shí)的機(jī)艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)值模擬來準(zhǔn)確的反應(yīng)和溫度特性。

圖 3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置Fig.3.1 Internal structural arrangement of Wind Turbine Cabin 機(jī)艙幾何模型簡(jiǎn)化

標(biāo)號(hào)所對(duì)應(yīng)的部件：1 主軸；2 齒輪箱；3 控制柜；4 發(fā)電機(jī)；5 進(jìn)風(fēng)口；6 出風(fēng)實(shí)際機(jī)艙內(nèi)部工作元件多，且分布復(fù)雜，同時(shí)還存在一些線路，所有細(xì)節(jié)的展示使建模十分困難，更為后期的網(wǎng)格劃分增加負(fù)擔(dān)。本文模型簡(jiǎn)化主要遵循以下原一，將重要零部件的形狀進(jìn)行簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)化為規(guī)則的幾何形狀，保持幾何尺寸不變，對(duì)于一些元件線路的處理，忽略一些對(duì)于散熱和流場(chǎng)分布影響較小的管線，將其。按照上述思想，對(duì)機(jī)艙內(nèi)部模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化后的機(jī)艙模型如圖 3.2 所示。3 計(jì)算網(wǎng)格生成在進(jìn)行此方面的模擬分析時(shí)，其中最重要的步驟為網(wǎng)格劃分，因?yàn)閯澐值慕Y(jié)果對(duì)的解析結(jié)果會(huì)產(chǎn)生直接的影響。在此劃分時(shí)可選擇兩種方法，也就是手動(dòng)劃分和自分，本文在求解時(shí)應(yīng)用了自動(dòng)劃分方法，且選擇了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來離散化處理求解著對(duì)艙內(nèi)的局部位置細(xì)化。在此處理過程中考慮到機(jī)艙壁面相關(guān)因素的影響，應(yīng)該的對(duì)機(jī)艙壁面加密，在此基礎(chǔ)上確定出的網(wǎng)格單元和節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為 426688 和 84，所得結(jié)果具體情況如下所示。

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本文編號(hào)：2802364