通過對螺旋槳式葉輪的理論研究,采用葛勞渥（Glauert）氣動方法結(jié)合柔性理論,對現(xiàn)有300W風(fēng)力發(fā)電機研制了新型柔性化葉輪。葉片翼型采用相對厚度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。采用車載法對新型葉輪功率輸出特性進行測試。在大氣溫度14℃,自然風(fēng)速為7.3m/s時達(dá)到額定輸出功率;在大氣溫度25℃,自然風(fēng)速為7.5m/s時達(dá)到額定輸出功率。與專用300W風(fēng)力發(fā)電機葉輪進行輸出功率特性對比實驗,實驗結(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。對兩種葉輪進行靜載對比實驗,依據(jù)國標(biāo)JB/T 10194-2000的要求,對其進行使用載荷實驗和設(shè)計載荷實驗。在使用載荷實驗時新型葉輪葉尖位移315mm,專用葉輪葉尖位移70mm,在設(shè)計載荷實驗時新型葉輪葉尖位移539mm,專用葉輪葉尖位移115mm。實驗結(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機組的沖擊,延長機組的使用壽命,提高小型風(fēng)力發(fā)電機組的可靠性。 

【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)位級別】：碩士

【部分圖文】：

風(fēng)力機尺寸和功率發(fā)展示意圖

當(dāng)氣流流經(jīng)上下翼面形狀不同的葉片時，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，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，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，流動失去翼離時相比，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)電機風(fēng)能利用系數(shù)與尖速比關(guān)系 圖 4 風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)矩系數(shù)與尖速比關(guān)系2.3 葉輪設(shè)計的氣動理論氣動力學(xué)是風(fēng)力發(fā)電機葉輪設(shè)計的關(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)計葉輪時的氣動載荷。葉片是風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵部件之一，風(fēng)能利用的第一步便是葉片對風(fēng)能的吸收。運行過程中葉片的狀況及性能決定了風(fēng)力發(fā)電機的利用率和發(fā)電效益。因此，運用合適的氣動設(shè)計方法設(shè)計葉片氣動外形對提高風(fēng)能利用有著現(xiàn)實的意義。2.3.1 貝茨理論[27]世界上第一個關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機葉輪葉片接受風(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），這時的葉輪稱“理想葉輪”。其計算簡圖如圖 5。sss

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3550660