通過對(duì)螺旋槳式葉輪的理論研究,采用葛勞渥（Glauert）氣動(dòng)方法結(jié)合柔性理論,對(duì)現(xiàn)有300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)研制了新型柔性化葉輪。葉片翼型采用相對(duì)厚度8%的NACA系列修型翼型,葉片從距葉輪中心120mm處弦長162mm向尖部弦長76mm遞減,其安裝角也相應(yīng)的從13.5°向尖部0°遞減。采用車載法對(duì)新型葉輪功率輸出特性進(jìn)行測試。在大氣溫度14℃,自然風(fēng)速為7.3m/s時(shí)達(dá)到額定輸出功率;在大氣溫度25℃,自然風(fēng)速為7.5m/s時(shí)達(dá)到額定輸出功率。與專用300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪進(jìn)行輸出功率特性對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新型葉輪在兩種溫度下均先于專用葉輪達(dá)到額定輸出功率。對(duì)兩種葉輪進(jìn)行靜載對(duì)比實(shí)驗(yàn),依據(jù)國標(biāo)JB/T 10194-2000的要求,對(duì)其進(jìn)行使用載荷實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)載荷實(shí)驗(yàn)。在使用載荷實(shí)驗(yàn)時(shí)新型葉輪葉尖位移315mm,專用葉輪葉尖位移70mm,在設(shè)計(jì)載荷實(shí)驗(yàn)時(shí)新型葉輪葉尖位移539mm,專用葉輪葉尖位移115mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用新型柔性化葉輪在高風(fēng)速可以有效減少載荷對(duì)機(jī)組的沖擊,延長機(jī)組的使用壽命,提高小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性。 

【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)】：52 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

風(fēng)力機(jī)尺寸和功率發(fā)展示意圖

當(dāng)氣流流經(jīng)上下翼面形狀不同的葉片時(shí)，因凸面的彎曲而使氣流加凹面較平緩使氣流速度緩慢，壓力較高，因而產(chǎn)生升力。葉片的失速大升力系數(shù) Clmax附近的性能。當(dāng)葉片的安裝角β不變，隨著風(fēng)速的增升力系數(shù) Cl 線性增大；在接近 Clmax時(shí)，增加變緩；達(dá)到 Clmax后開始，阻力系數(shù) Cd 初期不斷增大；在升力開始減小時(shí)，Cd 繼續(xù)增大。這片上的分離隨攻角的增大而增大，分離區(qū)形成大的渦流，流動(dòng)失去翼離時(shí)相比，上下翼面壓力差減小，致使阻力增加，升力減小，造成葉制了功率的增加。如圖 3 所示：

圖 3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)與尖速比關(guān)系 圖 4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)與尖速比關(guān)系2.3 葉輪設(shè)計(jì)的氣動(dòng)理論氣動(dòng)力學(xué)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。它主要用于描述葉輪吸收能量的風(fēng)場和設(shè)計(jì)葉輪時(shí)的氣動(dòng)載荷。葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，風(fēng)能利用的第一步便是葉片對(duì)風(fēng)能的吸收。運(yùn)行過程中葉片的狀況及性能決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的利用率和發(fā)電效益。因此，運(yùn)用合適的氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)葉片氣動(dòng)外形對(duì)提高風(fēng)能利用有著現(xiàn)實(shí)的意義。2.3.1 貝茨理論[27]世界上第一個(gè)關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪葉片接受風(fēng)能的完整理論是 1919 年由德國貝茨（Betz）建立的。貝茨理論的建立，是假定葉輪是“理想”的；全部接受風(fēng)能（沒有輪轂），葉片無限多；對(duì)空氣流沒有阻力；空氣流是連續(xù)的、不可壓縮的；葉片掃掠面上的氣流是均勻的；氣流速度的方向不論在葉片前或葉片后都是垂直葉片掃掠面的（或稱平行葉輪軸線的），這時(shí)的葉輪稱“理想葉輪”。其計(jì)算簡圖如圖 5。sss

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)2006年發(fā)展概況及建議[J]. 李德孚.  可再生能源. 2007(04)
[2]風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片技術(shù)發(fā)展概述[J]. 潘藝,周鵬展,王進(jìn).  湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[3]風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法的發(fā)展[J]. 冀潤景.  中國電力教育. 2006(S1)
[4]風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)成本研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 謝建華,崔新維.  新疆農(nóng)機(jī)化. 2006(03)
[5]我國風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 劉茂祥.  水利水電快報(bào). 2006(12)
[6]大型風(fēng)力發(fā)電場等值建模研究綜述[J]. 李先允,陳小虎,唐國慶.  華北電力大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[7]變速恒頻風(fēng)力機(jī)槳葉電液比例控制系統(tǒng)研究[J]. 戴赟,王志新,朱亦帆.  機(jī)電一體化. 2006(01)
[8]風(fēng)能利用的發(fā)展預(yù)測[J]. 胡其穎.  可再生能源. 2005(06)
[9]風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪振動(dòng)模態(tài)分析[J]. 李德源,葉枝全,包能勝,陳嚴(yán).  太陽能學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]水平軸風(fēng)力機(jī)翼型動(dòng)態(tài)失速特性的數(shù)值研究[J]. 陳旭,郝輝,田杰,杜朝輝.  太陽能學(xué)報(bào). 2003(06)



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