當前,大型風電的快速發(fā)展也帶動了中小型風電的推廣和應用,適合于離網(wǎng)型和分布式的中小型風電系統(tǒng)的研究和開發(fā)越來越受到重視。這其中,直線翼垂直軸風力機以其簡單的結構、良好的風向適應性、便利的安裝維護性等優(yōu)點尤其受到廣泛關注。然而,研究發(fā)現(xiàn)該種風力機也存在一些缺點,如在低風速條件下的自起動性較差需要安裝起動裝置;風能利用效率低于現(xiàn)在主流的水平軸螺旋槳式風力機等。為改善直線翼垂直軸風力機低風速起動性能,提高風能利用率,本研究提出了一種新型的雙層可伸縮式垂直軸風力機,該風力機是基于現(xiàn)有的直線翼垂直軸風力機的一種升阻復合型風力機。該風力機包括內外兩層葉片,外層為主葉片,內層為副葉片,在副葉片最大厚度處安裝可伸縮的柔性輔助葉片。當風力機處于起動狀態(tài)時,風輪轉速較低,柔性輔助葉片打開,與副葉片一起構成阻力風輪,可產(chǎn)生較大轉矩,使風力機能夠快速起動,從而解決直線翼垂直軸風力機的起動性差的問題。當風力機起動后,柔性輔助葉片縮回副葉片中,副葉片恢復葉片升力特性,此時風力機主要依靠外層葉片產(chǎn)生的轉矩旋轉,內層副葉片的轉矩對風力機轉動起到一定的輔助作用,可在一定程度上提高風力機的風能利用率。該種結構的風力機目前... 

【文章來源】：東北農(nóng)業(yè)大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 風能利用現(xiàn)狀
    1.2 風力機類型
        1.2.1 水平軸風力機
        1.2.2 垂直軸風力機
    1.3 垂直軸風力機研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容
    1.5 技術路線
2 垂直軸風力機相關理論及研究方法
    2.1 垂直軸風力機工作原理
        2.1.1 垂直軸風力機基本參數(shù)
        2.1.2 阻力型垂直軸風力機工作原理
        2.1.3 升力型垂直軸風力機工作原理
    2.2 垂直軸風力機研究方法
        2.2.1 研究方法概述
        2.2.2 理論分析
        2.2.3 數(shù)值計算
        2.2.4 風洞實驗
3 雙層可伸縮式垂直軸風力機氣動特性數(shù)值模擬研究
    3.1 雙層可伸縮式垂直軸風力機模型
    3.2 基本結構參數(shù)設計
        3.2.1 風輪參數(shù)設計
        3.2.2 葉片參數(shù)設計
    3.3 雙層可伸縮式垂直軸風力機氣動特性數(shù)值計算
        3.3.1 數(shù)值模擬計算方法
        3.3.2 直線翼垂直軸風力機力矩特性
        3.3.3 內層葉片安裝位置對風輪輸出特性的影響
        3.3.4 柔性輔助葉片展開輪廓對風輪輸出特性的影響
    3.4 風洞實驗驗證
        3.4.1 風洞實驗模型
        3.4.2 風洞實驗結果
    3.5 本章小結
4 風洞驗證實驗及風力機伸縮結構設計
    4.1 伸縮機構實現(xiàn)原理
    4.2 柔性輔助葉片受力與運動分析
    4.3 扭矩彈簧計算
    4.4 整機三維建模
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 主要結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]積極發(fā)展清潔能源 推動改善環(huán)境質量[J]. 李克強.  杭州(周刊). 2014(04)
[2]導葉對渦輪型垂直軸風力機氣動性能的影響[J]. 原紅紅,趙振宙,鄭源,黃娟.  河海大學學報(自然科學版). 2013(06)
[3]基于滑移網(wǎng)格的H型垂直軸動態(tài)氣動特性分析[J]. 高偉,李春,葉舟,聶佳斌.  流體機械. 2013(10)
[4]中小型風力發(fā)電機組行業(yè)的市場現(xiàn)狀、問題分析與發(fā)展預測[J]. 黃健毅,牛芳.  電氣應用. 2013(16)
[5]垂直軸風力機翼型動態(tài)氣動性能研究[J]. 聶佳斌,李春,祖紅亞.  機械研究與應用. 2013(03)
[6]實度對直葉片垂直軸風力機風輪氣動性能的影響分析[J]. 張立勛,梁迎彬,李二肖,尉越嘯,楊勇,郭健.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(05)
[7]基于滑移網(wǎng)格的小型垂直軸風力機氣動性能的數(shù)值模擬[J]. 姚激,張立翔.  機械與電子. 2013(05)
[8]2012年中小型風能行業(yè)發(fā)展形勢報告 中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風能設備分會[J]. 祁和生,李德孚,姚修偉.  機電設備. 2013(01)
[9]組合型垂直軸風力機結合角度對起動性的影響[J]. 李巖,田文強,馮放,丁國奇,和慶斌.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2012(12)
[10]直葉片達里厄風輪流場非定常數(shù)值計算[J]. 趙振宙,原紅紅,鄭源,黃娟,趙振寧.  排灌機械工程學報. 2012(05)

碩士論文
[1]升力型、升阻型垂直軸風力機氣動計算和優(yōu)化設計[D]. 李振朋.蘭州理工大學 2013
[2]垂直軸風力機結構數(shù)值模擬研究[D]. 唐蘇川.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]垂直軸風力機直葉片的力學性能分析[D]. 陳丁剛.昆明理工大學 2011
[4]垂直軸風力機氣動性能分析及結構設計[D]. 王兵兵.華北電力大學（北京） 2011



本文編號：3562984