為提高垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率,改善其輸出特性,文章首先在NACA0012翼型壓力面后部布置粗糙帶,以粗糙元高度、間距高度比以及葉片安裝角作為3個(gè)影響因素進(jìn)行正交設(shè)計(jì);然后通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行對比驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明:粗糙元高度對風(fēng)力機(jī)功率系數(shù)的影響比間距高度比大;粗糙帶可顯著提升風(fēng)力機(jī)的扭矩系數(shù),最高可提升33%;粗糙帶可有效提高風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)性能,當(dāng)風(fēng)速為6 m/s時(shí),與光滑翼型風(fēng)力機(jī)相比,平均靜態(tài)扭矩系數(shù)可提高49%。 

【文章來源】：可再生能源. 2020,38(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

風(fēng)洞出口及風(fēng)力機(jī)布置圖

將測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，得到無粗糙帶葉片風(fēng)力機(jī)與布置不同粗糙帶風(fēng)力機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的功率值，發(fā)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)在不同工況下測得的功率隨λ的變化趨勢基本一致，均在λ為1.6時(shí)取得最大值。圖2為無粗糙帶風(fēng)力機(jī)和布置1-3型粗糙帶風(fēng)力機(jī)的功率隨λ的變化曲線，1-3型粗糙帶具有普適性，一般性。由圖2可知，當(dāng)λ小于1.6時(shí)，粗糙帶對風(fēng)力機(jī)功率的提升作用較為明顯。

數(shù)值模擬可以靈活地設(shè)定參數(shù)，為確定更加合理的粗糙帶尺寸，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值模擬，圖3為翼型NACA0012表面粗糙帶分布圖。將粗糙元為方形的粗糙帶布置于翼型壓力面后面0.1C～0.6C處，基于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)論，h分別為0.8,1,1.2 mm和1.4 mm，粗糙元d分別為4,4.5,5和5.5,h與d依次組合匹配，研究h和d對風(fēng)力機(jī)輸出特性的影響。為確保充分流動(dòng)，計(jì)算域長為20D，寬為10D，風(fēng)輪距出口的距離為L=15D。圖4為計(jì)算區(qū)域示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3141053