風(fēng)能作為可再生、無(wú)污染的清潔能源之一,其流動(dòng)方向無(wú)法判定且所蘊(yùn)含的能量大小無(wú)法預(yù)料。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是風(fēng)能利用的一種較為成熟的技術(shù),為了更高效的利用風(fēng)能,需要提高風(fēng)力機(jī)本身的風(fēng)能利用率。本文以NH1500kW風(fēng)力機(jī)為原模型設(shè)計(jì)得到大型的雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī),研究大型雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)的功率特性及設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)大型雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響,具體內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）文章中需要設(shè)計(jì)與NH1500kW風(fēng)力機(jī)同軸同向同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的小風(fēng)輪為副風(fēng)輪,具體設(shè)計(jì)結(jié)果如下:副風(fēng)輪主要用于捕獲主風(fēng)輪葉根部位無(wú)法利用的風(fēng)能,設(shè)計(jì)副風(fēng)輪的額定功率為134kW,半徑為13m,根據(jù)風(fēng)輪實(shí)度、葉片數(shù)目計(jì)算結(jié)果以及葉片數(shù)目選擇表設(shè)置副風(fēng)輪葉片個(gè)數(shù)為8、9、10、11、12五種,參考相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)兩風(fēng)輪的間距為3.2m,方位角為0°,給出副風(fēng)輪的基本參數(shù),建立雙風(fēng)輪模型。（2）用CFD方法模擬原風(fēng)輪、副風(fēng)輪以及雙風(fēng)輪模型,對(duì)比分析雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)的功率輸出情況得到以下結(jié)論:5種雙風(fēng)輪模型發(fā)現(xiàn)副風(fēng)輪葉片數(shù)為10的雙風(fēng)輪輸出功率最大,從而確定其為本文研究的雙風(fēng)輪模型;對(duì)比分析原風(fēng)輪與雙風(fēng)輪模型,發(fā)現(xiàn)風(fēng)速越低,雙風(fēng)輪的輸出功率增加量相對(duì)越大,額定工況時(shí)... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

014和2035年全球各種能源發(fā)電量占比[1]

大型雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響研究2比下滑25.9%[3]，發(fā)展至2018年增裝機(jī)容量達(dá)2114.3萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)7.5%，累計(jì)裝機(jī)容量約2.1億千瓦，同比增長(zhǎng)11.2%，保持了穩(wěn)定的增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)[4]。圖1.22008年至2018年中國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量[4]現(xiàn)如今，風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)做出的貢獻(xiàn)不可忽視，受到各國(guó)的高度重視，已成為國(guó)內(nèi)外能源供應(yīng)方面關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步地降低風(fēng)電研發(fā)成本，更好地適應(yīng)風(fēng)資源集中分布特點(diǎn)的同時(shí)提高風(fēng)力機(jī)的能源轉(zhuǎn)化效率，機(jī)組已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了大型化。然而，風(fēng)力機(jī)大型化的過(guò)程中葉片尺寸不斷增大，機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的受力情況將更加復(fù)雜。圖1.3風(fēng)力機(jī)葉片尺寸發(fā)展[5]由1919年世界上第一個(gè)關(guān)于風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片接收風(fēng)能的完整理論可知，常規(guī)風(fēng)力機(jī)的最大風(fēng)能利用率為59.3%[6]，根據(jù)Newman的雙制動(dòng)盤(pán)理論可知雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)的最大功率系數(shù)約為64%[7]；實(shí)際運(yùn)行時(shí)常規(guī)風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)化率更低，其余能量則以尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能方式存在，這種非定常流動(dòng)，對(duì)風(fēng)輪、塔架的穩(wěn)定運(yùn)行造成不可避免的影響[8]，如果能對(duì)這部分能量加以控制，進(jìn)行二次吸收利

大型雙風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能的影響研究2比下滑25.9%[3]，發(fā)展至2018年增裝機(jī)容量達(dá)2114.3萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)7.5%，累計(jì)裝機(jī)容量約2.1億千瓦，同比增長(zhǎng)11.2%，保持了穩(wěn)定的增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)[4]。圖1.22008年至2018年中國(guó)新增和累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量[4]現(xiàn)如今，風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)做出的貢獻(xiàn)不可忽視，受到各國(guó)的高度重視，已成為國(guó)內(nèi)外能源供應(yīng)方面關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步地降低風(fēng)電研發(fā)成本，更好地適應(yīng)風(fēng)資源集中分布特點(diǎn)的同時(shí)提高風(fēng)力機(jī)的能源轉(zhuǎn)化效率，機(jī)組已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了大型化。然而，風(fēng)力機(jī)大型化的過(guò)程中葉片尺寸不斷增大，機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的受力情況將更加復(fù)雜。圖1.3風(fēng)力機(jī)葉片尺寸發(fā)展[5]由1919年世界上第一個(gè)關(guān)于風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片接收風(fēng)能的完整理論可知，常規(guī)風(fēng)力機(jī)的最大風(fēng)能利用率為59.3%[6]，根據(jù)Newman的雙制動(dòng)盤(pán)理論可知雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)的最大功率系數(shù)約為64%[7]；實(shí)際運(yùn)行時(shí)常規(guī)風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)化率更低，其余能量則以尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能方式存在，這種非定常流動(dòng)，對(duì)風(fēng)輪、塔架的穩(wěn)定運(yùn)行造成不可避免的影響[8]，如果能對(duì)這部分能量加以控制，進(jìn)行二次吸收利

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]葉片停機(jī)位置對(duì)風(fēng)力機(jī)塔架繞流及尾流特性影響[J]. 余瑋,柯世堂,王同光.  振動(dòng)與沖擊. 2017(18)
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碩士論文
[1]大型風(fēng)力機(jī)鈍尾緣葉片結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)性能研究[D]. 劉愛(ài)瑜.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]大型風(fēng)力機(jī)葉片槳距角與風(fēng)速數(shù)值關(guān)系的流固耦合分析[D]. 楊帆.湘潭大學(xué) 2017
[3]新型永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)化與特性研究[D]. 王星龍.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究[D]. 任韶華.河北工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3101900