【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類活動(dòng)對(duì)常規(guī)化石能源的需求也越來越大,人類正面臨著以化石燃料為基礎(chǔ)的能源體系所帶來的一系列威脅：資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)惡化等。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉,常規(guī)化石能源將無法再滿足人類發(fā)展的需求。 風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已成為了具有一定競爭力的新能源發(fā)電方式；日益完善的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)憑借其低成本高環(huán)保的優(yōu)勢,再次受到了世界各國的廣泛關(guān)注。 在綜合了基本風(fēng)力機(jī)理論及大量風(fēng)力發(fā)電實(shí)踐資料的基礎(chǔ)上,本文比較分析了目前常見的水平軸風(fēng)力機(jī)與垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合我國風(fēng)能資源的分布狀況,針對(duì)部分地區(qū)常年小風(fēng)不斷而大風(fēng)天少的天氣特點(diǎn),本文將工作重心放在了各項(xiàng)性能參數(shù)明顯有利于在低風(fēng)速狀態(tài)下自啟動(dòng)的塞內(nèi)加爾型風(fēng)輪及其導(dǎo)風(fēng)板的研究上。 對(duì)塞內(nèi)加爾風(fēng)輪及其導(dǎo)風(fēng)板的性能分析,本文主要從數(shù)值模擬和實(shí)物實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面入手。數(shù)值模擬方面,選用CFD軟件FLUENT,首先確定了風(fēng)輪導(dǎo)風(fēng)板組合的流體模型為二維非定常不可壓縮粘性流體,控制方程使用S-A湍流方程,使用二階迎風(fēng)格式離散,壓力速度場的計(jì)算采用SIMPLE算法(暫不考慮重力影響)。之后,對(duì)使用FLUENT軟件后得到的塞內(nèi)加爾風(fēng)輪(加裝導(dǎo)風(fēng)板前后)的壓力云圖、速度矢量圖、速度云圖和流體質(zhì)點(diǎn)跡線圖分別進(jìn)行了分析和比較。 實(shí)驗(yàn)方面,在確定了塞內(nèi)加爾風(fēng)輪的葉片數(shù)量、半圓柱板半徑、矩形板寬度及所處的位置后,將其做成直徑為200mm的風(fēng)輪。相應(yīng)的,我們也得出了與之匹配的導(dǎo)風(fēng)板的設(shè)計(jì)參數(shù),做成了實(shí)物模型。隨后,利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),借助風(fēng)速表、轉(zhuǎn)速表、變頻器等儀器的幫助,我們研究了不同設(shè)計(jì)參數(shù)的風(fēng)輪在使用導(dǎo)風(fēng)板前后的性能變化,得到了導(dǎo)風(fēng)板能大大提升風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用效率的結(jié)論。 此外,為了找到最佳的導(dǎo)風(fēng)板安裝角度,我們用正交試驗(yàn)的方法將其進(jìn)一步細(xì)分,并用FLUENT軟件模擬,得到了風(fēng)輪在各個(gè)導(dǎo)風(fēng)板角度獲得的氣動(dòng)扭矩。通過橫向比較,我們確定了導(dǎo)風(fēng)板安裝角度的最佳安裝范圍,并在后續(xù)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了這一結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TK83
【圖文】：

圖1一3全球累計(jì)裝機(jī)容量的年增長率走勢圖(1997~2007)‘6〕截止2007年，從累計(jì)裝機(jī)容量的角度，德國以22.27GW衛(wèi)冕全球第一。從絕對(duì)增長數(shù)額上，美國、西班牙和我國位列新增裝機(jī)容量的三甲，分別為5.22GW、3.52GW和3.31GW。另外兩個(gè)國家在風(fēng)電發(fā)展方面成為新的亮點(diǎn)，一個(gè)是核電大國法國，新增裝機(jī)容量達(dá)到888MW，同比增長56.7%;另一個(gè)為土耳其，新增裝4

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本文編號(hào)：2799935