建筑增强型垂直轴风力机气动特性数值

为探明直线翼垂直轴风力机的叶片个数对其起动性的影响,设计制作了可更换叶片个数(1～5枚)的风力机模型,通过风洞实验获得了起动力矩与转角的关系曲线,并与用单叶片力矩模拟的结果进行了对比。接着又制作了1台3叶片小型风力机模型,进行了烟线法可视化实验,获得了不同转角下的风力机周围流场迹线图。两项实验结果表明:增加叶片个数可使风力机平均起动性提高,但叶片间相互影响也增加,不同角度下各叶片周围流场受影响程度不同,对叶片受力和风力机起动力矩的影响程度和趋势也不同。

介绍了基于动量叶素理论的多流管模型对达里厄型垂直轴风力机进行气动性能预测的理论计算方法,并进行了算例计算。计算结果与单流管模型的计算结果以及试验结果的对比分析表明了多流管模型在性能预测方面的优越性,其结果更加可信。同时,分析了叶轮实度、雷诺数以及风剪切效应对风力机性能的影响,并对该计算模型的适用范围进行了讨论分析。

采用风力叶轮直接驱动盘式发电机的方式,针对一种垂直轴螺旋式风力叶轮进行旋转状态下的动态特性试验研究,分别在自然风条件下和拖车试验条件下(来流速度为1～12m/s),对试验装置的空载转速、空载电压进行测定,并对叶尖速比进行统计分析。研究结果表明:在自然风条件下,风速波动大,导致瞬态采集的风速与风轮转速不对应;在拖车试验条件下,来流速度相对稳定,且较易控制,风速与输出电压的对应关系较为明显。研究结果为相应的控制系统的设计与优化提供了参考。

应用cfd方法,对不同来流方向的气流绕流某科技馆不规则顶部的流动情况进行了模拟计算。根据分析计算结果发现,不同方向来流的流动所受到的该建筑物屋顶的影响差别很大。为了避免屋顶气流绕流对垂直轴风力机运行产生的不利影响,只要适当调整垂直轴风力机在屋顶上的安装高度,就可以使东、西两侧垂直轴风力机摆脱屋顶气流绕流产生的涡流区,达到改善垂直轴风力机的运行状况的目的。

垂直轴风力发电机气动性能研究

垂直轴风力发电机研究报告 1.垂直轴与水平轴对比 垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，有其特有的优点： ①水平轴风力发电机组的机舱放置在高高的塔顶，而且是一个可旋转360 度的活动联接机构，这就造成机组重心高，不稳定，而且安装维护不便。垂直轴 风力发电机组的发电机，齿轮箱放置在底部，重心低，稳定，维护方便，并且降 低了成本。 ②风力发电机的客户越来越需要使用寿命长、可靠性高、维修方便的产品。 垂直轴风轮的翼片在旋转过程中由于惯性力与重力的方向恒定，因此疲劳寿命要 长于水平轴风轮；垂直轴风力发电机的构造紧凑，活动部件少于水平轴风力机， 可靠性较高；垂直轴系统的发电机可以放在风轮下部甚至地面上，因而便于维护。 ③风力发电机由于高度限制和周围地貌引发的乱流，常常处于风向和风强变 化剧烈的情况，垂直轴风力发电机有克服“对风损失”和“疲劳损耗”上有水平 轴风力发电机不可比的优点，且理论风

基于垂直轴风机的风光一体发电机

基于垂直轴风机的风光一体发电机 (2)

为了研究流场的空间分布特点,建立了垂直轴潮流水轮机在水槽中的物理模型,采用fluent软件中的滑移网格技术对模型的流场进行了三维数值模拟,分析了不同时刻不同截面上模型速度场的变化规律以及同一时刻不同直线上模型速度场和压力场的分布特点。结果表明,叶轮在水槽中旋转,所处位置不同,流场的分布有所差异,流动充分后,流场的变化具有周期性;叶轮内部速度场的变化最为紊乱,叶片周围的速度发生急剧变化;叶轮在旋转过程中产生漩涡,叶片迎流面的压力急剧上升,背流面的负压最为强烈。

叶片是风力发电装置的关键和核心部分,玻璃钢是风力发电机叶片的首选材料,玻璃钢叶片多采用拉挤工艺的方法生产。叶片的质量与材料的配方、加热温度、拉挤速度和拉机过程中的运动平稳性有关,设计性能优良的拉挤设备是保证叶片质量的关键。

作为暴露在自然环境中的风力发电机,不可避免地会受到雷电的影响,造成经济损失.因此,如何设计风电机组的防雷接地,是垂直轴风机需要考虑的重要问题之一.常规的深埋接地电阻和使用降阻剂来降低接地电阻的办法,需要庞大的费用支出.文中针对垂直轴风机这种新型风机形式进行了防雷接地设计,并进行了后续测量验证.研究结果表明,土壤电阻率在防雷接地设计中起关键作用,在进行地锚点选址时,应首先测量风机周围土壤的电阻率,选择电阻率偏低的位置作为地锚点,以便达到节省费用,降低接地电阻的目的.

阐述了风力机噪声的传播、衰减和针对噪声的评估准则,以及风力机噪声的测量原理。针对风力机噪声测量测点布置进行了优化,给出了风力机噪声的测量实验方案和装置,并且采用自由声场法对风力机噪声进行了测量,得出了风力机噪声和周围环境噪声之间的合成声压级。

为求得理想风力机的功率系数随尖速比和翼型升阻比变化的表达式,作为实际风力机功率系数的理论极值,采用叶素—动量理论,推导出理想叶片弦长公式;沿理想叶片翼展积分,得到功率系数表达式。在该表达式中令阻力系数为0,得到与尖速比关联的功率系数极限公式;进一步令尖速比趋近于无穷大,得到贝兹极限(16/27)。为给出实际风力机功率系数极限值,以及为便于理论分析,对升阻比在10～1000和尖速比在1～10范围内的理想风力机的功率系数进行详细计算,给出了数据表格。研究结果表明,理想风力机的功率系数仅是尖速比和升阻比的函数,只有当尖速比和升阻比都趋近于无穷大时功率系数才趋近于贝兹极限。研究还表明,升阻比小于100的实际风力机的功率系数不可能超过0.538,如果考虑有限叶片数和叶片形状的影响,实际风力机的功率系数难以超过0.500。

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转捩效应对叶片气动特性产生重要影响。考虑了转捩效应,采用sst全湍流模型和gamma-theta转捩模型对安装有涡流发生器的du91-w2-250叶片微段进行了三维计算,并与文献试验数据对比,研究了转捩对风力机涡流发生器气动性能的影响规律。结果表明:在攻角0°~22°范围内,转捩模型计算的升力系数与试验值吻合更加良好,最大误差仅为7.9%;全湍流模型在攻角大于18°,升力系数最大误差达23.1%。转捩模型计算的升阻比曲线与试验值基本吻合,全湍流模型最大误差达51.8%。全湍流模型计算的叶片分离区尺寸明显大于转捩模型的,转捩效应使叶片分离区域变小,起到延迟失速的作用。在5°小攻角下,转捩发生在涡流发生器下游;在14°攻角下,转捩发生在涡流发生器上游,转捩模型能准确捕捉到叶片前缘的分离泡。

增强型6类产品(万兆UTP)

上仓皮带巷机头硐室为大断面集中应力区域，为了保证巷道施工质量，新河矿采用了锚网索加强型支护，应用增强型速凝剂配料添加，现场应用效果较好，巷道达到设计强度。

采用双向多流管理论计算风力机风轮气动性能参数，获得在不同风轮设计参数下风轮的功率。通过以风轮功率最大为性能指标，选取对风轮功率有直接影响的叶片安装半径、叶片弦长、叶片数和叶片高度四个主要因素作为自变量，采用正交试验优化设计方法对风轮参数进行优化，对正交试验结果进行极差分析，得到对直叶片垂直轴风机风轮参数进行优化的一组最优解。

介绍了基于动量叶素理论的多流管模型对达里厄型垂直轴风力机进行气动性能预测的理论计算方法,并进行了算例计算.计算结果与单流管模型的计算结果以及试验结果的对比分析表明了多流管模型在性能预测方面的优越性,其结果更加可信.同时,分析了叶轮实度、雷诺数以及风剪切效应对风力机性能的影响,并对该计算模型的适用范围进行了讨论分析.

气动模型以双向多流管理论为基础,考虑风场的风速概率密度分布函数,以风力机发电机组的年平均输出功率最大为设计目标,采用改进的粒子群优化算法进行全局寻优搜索.利用开发的matlab优化设计程序,在额定功率和额定风速一定时,针对特定风场优化设计h型垂直轴风力机风轮,得出风力机风轮的最佳匹配参数.与初步设计的风力机相比,优化后年平均输出功率增加了11.8%,且优化设计结果在气动性能方面有明显的优越性,说明该优化模型的实用性和有效性.

垂直轴风力机中升力型风机效率高但一般不能自启动,阻力型风机效率低但易启动。根据两种不同类型的垂直轴风力机各自的特点,采用超越离合器作为连接件,设计制作了一种由darrieus风力机和savonius风力机组成的组合式风机模型。在对有无加装s型风机进行了启动风速、输出功率的性能对比后发现,加装s型后的启动风速更低,而输出功率则差别不大。

直轴发电机与水平轴发电机相比,具有适应性较强、结构简单、风能利用率较高等诸多优点和广阔的市场应用前景。采用h型垂直轴风力机与水轮机分别连接双转子发电机的内转子与外转子,在风力和水流的作用下,风力机与水轮机带动双转子的内外转子逆向旋转发电,并基于solidworks和3dmax等软件,制作模型与仿真,设计了一种综合利用风能、洋流能的新型双转子发电机。该新型发电机可应用于风能与洋流能资源丰富的岛屿及海域,有很大的研究价值与应用前景。