風(fēng)能作為一種可再生能源,在煤、石油和天然氣等非可再生能源日益枯竭以及全世界對可持續(xù)發(fā)展要求的情況下,正越來越受到全世界的關(guān)注,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為各國學(xué)者競相研究的熱點(diǎn)。本文對大型水平軸風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、載荷計(jì)算、固有特性和故障分析方面進(jìn)行了研究。論文主要內(nèi)容如下: 基于國家863計(jì)劃課題“風(fēng)力機(jī)先進(jìn)翼型族的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究”(2007AA05Z448),采用西北工業(yè)大學(xué)新設(shè)計(jì)的NPU-WA翼型族,基于風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)中的基本理論—葉素動(dòng)量理論,葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和NPU-WA翼型族的氣動(dòng)特性,以槳葉各截面的弦長和扭角為設(shè)計(jì)變量,以風(fēng)力機(jī)年輸出功率最大為目標(biāo),建立水平軸風(fēng)力機(jī)總體葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,采用遺傳算法進(jìn)行尋優(yōu),設(shè)計(jì)出1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片。并考慮葉尖損失、輪轂損失、葉柵效應(yīng)和軸向因子修正的影響,對設(shè)計(jì)葉片進(jìn)行精確氣動(dòng)性能計(jì)算。將設(shè)計(jì)葉片與已有商業(yè)葉片進(jìn)行對比,結(jié)果顯示設(shè)計(jì)葉片氣動(dòng)性能優(yōu)于已有葉片。進(jìn)而也說明了新設(shè)計(jì)的WA翼型具有優(yōu)越的氣動(dòng)性能。 載荷計(jì)算是葉片結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ),葉片載荷對風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性影響很大,通過對葉片的載荷分析,計(jì)算了在穩(wěn)態(tài)風(fēng)場和湍流風(fēng)場中葉片所受載荷情況,同時(shí)按照IEC61400-1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定工況,計(jì)算出葉片根部的極限載荷。 運(yùn)用迭代法計(jì)算設(shè)計(jì)葉片的固有頻率,同時(shí)從扭轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速和槳距角方面分析對葉片固有頻率的影響。葉片在風(fēng)載荷作用下,極易發(fā)生振動(dòng)和彈性變形,氣動(dòng)阻尼在運(yùn)動(dòng)中扮演了非常重要的角色。針對實(shí)際運(yùn)行中葉片剎車軸斷裂故障,從氣動(dòng)阻尼方面進(jìn)行分析。本文通過研究葉片截面氣動(dòng)阻尼特性,建立的風(fēng)力機(jī)葉尖氣動(dòng)阻尼模型,重點(diǎn)考慮剎車過程中的氣動(dòng)阻尼變化情況,計(jì)算出葉尖剎車軸的氣動(dòng)阻尼,然后基于葉尖結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)方程,計(jì)算葉尖位移,從而判斷葉尖剎車軸是否斷裂。
【學(xué)位單位】：汕頭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TK83

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖京平;武杰;陳立;史U営

本文編號：2817423