煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源的大量開采與使用,一方面促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,另一方面帶來了環(huán)境的嚴(yán)重污染。基于此種現(xiàn)狀,國家出臺相關(guān)優(yōu)惠政策去鼓勵開發(fā)可循環(huán)使用的新能源。我國領(lǐng)土遼闊、風(fēng)能資源豐富,如果采用風(fēng)力機(jī)供電,不僅節(jié)約燃料,而且保護(hù)環(huán)境。因此,本課題設(shè)計(jì)了一款啟動性能好,風(fēng)能利用率高,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的垂直軸風(fēng)力機(jī)。本課題以100W H型垂直軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,進(jìn)行了以下方面的研究:（1）針對試驗(yàn)用到的發(fā)電機(jī)進(jìn)行性能測試;（2）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),對風(fēng)力機(jī)進(jìn)行三維建模,并對風(fēng)力機(jī)模型進(jìn)行干涉檢查及部分零件的受力校核分析;（3）運(yùn)用有限容積法對風(fēng)輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分;（4）運(yùn)用CFD方法,對不同的葉片安裝角度及尖速比進(jìn)行風(fēng)輪轉(zhuǎn)動區(qū)域的瞬態(tài)模擬;（5）按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行風(fēng)力機(jī)的加工制造并進(jìn)行車載試驗(yàn),最后將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。通過對車載試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù)分析,得出以下結(jié)論:（1）對于H型垂直軸風(fēng)力機(jī)而言,葉片安裝角度不同、風(fēng)輪尖速比不同都會對風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率產(chǎn)生影響;（2）經(jīng)過車載試驗(yàn)得知本課題設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)啟動風(fēng)速為4.06m/s,風(fēng)力機(jī)全效率為16.3%,且風(fēng)力機(jī)在車載試驗(yàn)過程中無明顯... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

貝茲理論計(jì)算簡圖

C = =可提取的風(fēng)能輸入的風(fēng)能（11）和（12）可以得到風(fēng)力機(jī)的理論最大效率：C =P12ρSυ=16270.593據(jù)以上分析，當(dāng)υ = υ 時，此時 CP最大，為C 59.3%，稱此[30]。在理想狀態(tài)下風(fēng)輪的轉(zhuǎn)化效率最高是 59.3%。但在實(shí)際運(yùn)行中假，導(dǎo)致實(shí)際 CP值低于 59.3%。素理論葉片沿葉展方向分成若干個微元 dr，稱微元 dr 為葉素。假設(shè)氣流對任行干擾，風(fēng)輪朝向迎風(fēng)面，設(shè)其通過風(fēng)輪的軸向速度為 υ，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 r 的地方，截取長度為 dr 的葉素，將其弦長用 L 表示，扭角用 β 表示 2 所示：

3.2 發(fā)電機(jī)測試3.2.1 發(fā)電機(jī)測試流程本課題設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)額定功率為 100W，因此必須采用與之相匹配的小型發(fā)電機(jī)，但目前廠家生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)為大功率的較多且批量化生產(chǎn)才能保證其成本足夠低，發(fā)電機(jī)性能足夠高，因此小型化的發(fā)電機(jī)很少批量生產(chǎn)，導(dǎo)致小型化的發(fā)電機(jī)成本偏高且性能不穩(wěn)定，為準(zhǔn)確得知發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)，必須要進(jìn)行發(fā)電機(jī)功率特性測試試驗(yàn)，根據(jù)銘牌得知其功率 100W，轉(zhuǎn)速 200r/min。依據(jù) GB／T 10760.2—2003《離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)用發(fā)電機(jī)第 2 部分：試驗(yàn)方法》，為增加試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在國家規(guī)定 6 個測點(diǎn)間又額外加 6 個測試點(diǎn)，即在 60%、65%、72.5%、80%、90%、100%、110%、117.5%、125%、135%、145%、150%額定轉(zhuǎn)速下，采取直接負(fù)載的形式（電阻和蓄電池負(fù)載）測試永磁發(fā)電機(jī)輸出功率和效率，發(fā)電機(jī)性能測試流程如圖 3，測試發(fā)電機(jī)性能參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]組合彎頭內(nèi)氣固兩相流動磨損特性的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 王宇,何琪,于飛,劉明,嚴(yán)俊杰.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(03)
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碩士論文
[1]基于數(shù)值仿真的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)尾流模型研究[D]. 蘇昌森.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]升力型、升阻型垂直軸風(fēng)力機(jī)流場計(jì)算及性能預(yù)測[D]. 史廣泰.蘭州理工大學(xué) 2013
[3]垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究[D]. 唐蘇川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]葉尖噴氣對風(fēng)力機(jī)氣動性能影響的數(shù)值研究[D]. 李秋悅.沈陽航空工業(yè)學(xué)院 2007
[5]垂直軸風(fēng)機(jī)葉輪空氣動力學(xué)性能研究[D]. 廖康平.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：3300938