煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源的大量開(kāi)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(lái)了環(huán)境的嚴(yán)重污染�；诖朔N現(xiàn)狀,國(guó)家出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策去鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)可循環(huán)使用的新能源。我國(guó)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(dòng)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(duì)象,進(jìn)行了以下方面的研究:（1）針對(duì)試驗(yàn)用到的發(fā)電機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試;（2）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行三維建模,并對(duì)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(duì)風(fēng)輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分;（4）運(yùn)用CFD方法,對(duì)不同的葉片安裝角度及尖速比進(jìn)行風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)比分析。通過(guò)對(duì)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(duì)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(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率產(chǎn)生影響;（2）經(jīng)過(guò)車載試驗(yàn)得知本課題設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)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(guò)程中無(wú)明顯... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

貝茲理論計(jì)算簡(jiǎn)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(shí)，此時(shí) 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(gè)微元 dr，稱微元 dr 為葉素。假設(shè)氣流對(duì)任行干擾，風(fēng)輪朝向迎風(fēng)面，設(shè)其通過(guò)風(fēng)輪的軸向速度為 υ，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 r 的地方，截取長(zhǎng)度為 dr 的葉素，將其弦長(zhǎng)用 L 表示，扭角用 β 表示 2 所示：

3.2 發(fā)電機(jī)測(cè)試3.2.1 發(fā)電機(jī)測(cè)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(cè)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(guó)家規(guī)定 6 個(gè)測(cè)點(diǎn)間又額外加 6 個(gè)測(cè)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(cè)試永磁發(fā)電機(jī)輸出功率和效率，發(fā)電機(jī)性能測(cè)試流程如圖 3，測(cè)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(dòng)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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]《工程流體力學(xué)》課程“專業(yè)化”教學(xué)改革[J]. 謝翠麗,倪玲英.  教育現(xiàn)代化. 2018(02)
[3]單組分聚氨酯在玻璃鋼門窗型材拉擠中的應(yīng)用[J]. 伴晨光,何濤,梁仕龍.  建筑技術(shù). 2017(10)
[4]基于風(fēng)力機(jī)功率特性的風(fēng)資源評(píng)估δ指標(biāo)體系[J]. 張家安,劉寧,吳林林,李志剛,劉輝,孟心怡.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]工程流體力學(xué)擷要——由三個(gè)方程談起[J]. 南軍虎,張東.  力學(xué)與實(shí)踐. 2016(02)
[6]帶副翼垂直軸風(fēng)力機(jī)的一種控制策略[J]. 李潤(rùn)杰,李春,楊陽(yáng),聶佳斌.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2015(12)
[7]基于滑移網(wǎng)格的H型風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)與氣動(dòng)性能研究[J]. 李飏,陳永艷,蔚蕾,田瑞,吳哲.  能源與環(huán)境. 2015(05)
[8]135MWCFB鍋爐二次風(fēng)機(jī)性能測(cè)試與數(shù)值模擬[J]. 郭新海,祁月琴,呂磊,呂宏奇.  節(jié)能與環(huán)保. 2015(10)
[9]取水口位置對(duì)彎道水流流速分布影響的數(shù)值模擬研究[J]. 閆曉惠,陳新.  甘肅水利水電技術(shù). 2015(06)
[10]風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲時(shí)域分析方法研究[J]. 趙華,周鵬展,張亢,廖力達(dá).  河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)

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(chǎng)計(jì)算及性能預(yù)測(cè)[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(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能影響的數(shù)值研究[D]. 李秋悅.沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院 2007
[5]垂直軸風(fēng)機(jī)葉輪空氣動(dòng)力學(xué)性能研究[D]. 廖康平.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3300938