通過風(fēng)洞對比試驗,測量同半徑單級和對旋風(fēng)力機在相同風(fēng)速條件下的機械功率。驗證單級風(fēng)力機Wilson氣動設(shè)計方法和對旋風(fēng)力機氣動耦合設(shè)計方法的合理性。通過變轉(zhuǎn)速、變距、變級間距、變風(fēng)速等方法,獲得2種風(fēng)力機最佳機械功率曲線。結(jié)果表明,同工況條件下實驗測量的功率略低于CFD預(yù)測值;在轉(zhuǎn)速增加約10%及槳距減小約10%后最佳功率超過預(yù)測值。表明理論設(shè)計法較保守,其設(shè)計的槳葉安裝角再減少5°～10°,葉尖速比略增大10%,單級和對旋風(fēng)力機的功率系數(shù)尚可提高。對旋風(fēng)力機啟動風(fēng)速略高于單級風(fēng)力機,其他風(fēng)速的功率均高于單級,功率系數(shù)達到0.339～0.412,提高率為5.3%～28.9%。額定風(fēng)速最佳功率系數(shù)為0.426,較單級功率系數(shù)0.373,提高率為14.2%。

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【部分圖文】：

圖1對旋風(fēng)力機實驗?zāi)Ｐ虵ig.1Contra-rotatingwindturbineexperimentmodel

1156太陽能學(xué)報40卷傳遞給后級軸。級間距通過定位孔來調(diào)節(jié)。雙電機保證了兩級轉(zhuǎn)速獨立變化，便于捕捉最佳功率。實心軸連接編碼器，將旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換成電平信號，觸發(fā)PIV設(shè)備，測量流常前后級槳葉均為3片半徑0.55m的木質(zhì)模型，由截面為NACA4412翼型通過氣耦合設(shè)計方法［11］獲得....

圖2單級額定狀態(tài)下功率特性曲線Fig.2Powerperformancecurveofsinglewindturbineunderratedcondition

軸向的計算域為［0，5R］×［0，2/3π］×［-3R，7R］，劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，壁面y+不大于10，網(wǎng)格總數(shù)約150萬。邊界條件為：進口為軸向速度，出口為大氣壓，周期邊界，轉(zhuǎn)動區(qū)設(shè)置反向的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動區(qū)域交接面采用周向通量守恒型�？臻g離散采用中心差分格式，S-A湍流模型，不可壓縮氣體....

圖3單級變安裝角的CP-λ曲線Fig.3CP-λcurveofsinglewindturbinefordifferentbladeinstallationangles

derratedcondition對比設(shè)計轉(zhuǎn)速下數(shù)值模擬預(yù)測的功率（500W）和系數(shù)（0.320），實驗獲得的同轉(zhuǎn)速下的功率（425W）和功率系數(shù)（0.271），以及不同轉(zhuǎn)速下最大功率（430W）和系數(shù)（0.275）略小，這是因為臺架等物對流場的干擾以及軸承和齒輪等摩擦等因素，而....

本文編號：4030111