【摘要】：風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，其蘊(yùn)藏量巨大。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的進(jìn)步，風(fēng)電機(jī)組朝著大型化、高效率的方向向前發(fā)展。 葉片作為風(fēng)力機(jī)上捕捉風(fēng)能的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響著風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用效率和風(fēng)力機(jī)組整機(jī)所承受的載荷，在很大程度上也決定了機(jī)組的整體性能、使用壽命和開發(fā)風(fēng)能的經(jīng)濟(jì)性。葉片在朝大型化發(fā)展過程中，其自重增加，展長增大，同時(shí)承載復(fù)雜—主要有重力載荷、慣性載荷和不定常變化的氣動(dòng)載荷，使其振動(dòng)情況異常復(fù)雜，這給大型風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)提出更大的挑戰(zhàn)。本文主要做了以下工作： 1）對風(fēng)力機(jī)的歷史、現(xiàn)狀、前景及葉片的技術(shù)發(fā)展趨勢，風(fēng)力機(jī)的基本理論，基本概念進(jìn)行了介紹，明確了葉片的構(gòu)型特點(diǎn)、形成規(guī)律，為風(fēng)力機(jī)葉片的三維建模提供理論基礎(chǔ)。 2）通過翼型數(shù)據(jù)庫獲得二維翼型數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到Profili軟件內(nèi)來計(jì)算翼型的升力系數(shù)、阻力系數(shù)、升阻比及俯仰力矩比與攻角的變化曲線。并結(jié)合三維坐標(biāo)變換理論，利用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)三維翼型數(shù)據(jù)的采集，為三維建模提供基礎(chǔ)。 3）運(yùn)用Pro/E針對1.5MW的風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行三維建模，為后續(xù)的有限元分析提供基礎(chǔ)模型。 4）葉片動(dòng)力學(xué)分析：模態(tài)分析及瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，通過動(dòng)力學(xué)分析，了解葉片的振動(dòng)特性，為提升葉片的抗振性能作出參考。 5）分析阻尼減振結(jié)構(gòu)葉片振動(dòng)性能，與普通葉片的減振性能進(jìn)行對比，分析加強(qiáng)阻尼減振葉片的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK83
【圖文】：

（2）風(fēng)輪全部接受風(fēng)能，風(fēng)輪沒有偏航角、傾斜角和錐度角，可簡化成一個(gè)平盤;（3）空氣流是連續(xù)的、不可壓縮的，風(fēng)輪對空氣流無摩擦阻力;（4）風(fēng)輪前未受擾動(dòng)的氣流靜壓和風(fēng)輪后的氣流靜壓相等，即 P1=P2（5）氣流速度的方向始終是平行于風(fēng)輪軸線的。圖 2.1 為流經(jīng)風(fēng)輪氣流的單元流管。將動(dòng)量方程用于圖 2.1 的單元流管，可得作用在風(fēng)輪上的推力為:：T=m(V1-V2) （2.1中 V1—風(fēng)輪前方的風(fēng)速，m/s；V2—葉片掃掠后的風(fēng)速，m/s;m—單位時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量流量，kg；m=ρSV （2.1圖 2.1 簡化的單元流管Fig.2.1 Simplified unit flow pipe

求出扭矩和推力設(shè)葉輪錐角為β，在垂直于葉片展向的截面上，氣流速度三角形及受力方向如圖2.2。由βρ2cos1121drdF = CWC（2.22）cosβρ212drdFCWCdd= （2.23）有(sin-cos)2cos1sin-cos2CICIdrdFdFIdFICWxldldβ= =ρ（2.24）(cos-sin)cosβρ21cos-sin2CICIdrdFdFIdFICWyldld= =（2.25）圖 2.2 葉素理論模型Fig. 2.2 Model of blade element theory

coscosβρ22dFCWCylε= （2.2cosεcosβcos(-ε)ρ212IdrdFCWCyl= （2.2么，在葉輪 r→r+dr 的環(huán)域內(nèi)，氣流所產(chǎn)生的軸向推力為：drIIBCCVkdrIdFBdFBCWClylεβερεεβρcoscos(-)sincos(1)21coscos(-)21cos22222=+=+∞（2.2矩drIIrhIVkBCCIdrBCrWCdMBrdFlLxεωερεβερcossin(-)cos(1)sin(1)81coscossin(-)2122++===∞（2.2在美國馬薩諸塞州的阿默斯特大學(xué)研究者通過考慮氣流通過風(fēng)輪后的旋渦效應(yīng)，氣流由旋渦效應(yīng)而產(chǎn)生的誘導(dǎo)速度的影響后，建立葛勞握旋渦理論的風(fēng)輪理論模型[3附著渦

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2761974