风机叶片前风速测量系统设计

发布时间：2017-06-15 02:07

  本文关键词：风机叶片前风速测量系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以某风电场750KW风力发电机为依据用FLUENT进行模拟,模拟结果显示,由于叶片旋转形成挡风面较大,风速在叶片正前方位置下降。由于叶根位置通流面积大,叶轮后方叶根位置风速较大。由于叶根周期性搅动,叶轮叶根位置后方的空气形成在时间和空间上无规律变化的小漩涡湍流。为进一步分析叶片前后风速特性,在自然风条件下搭建室外风力发电机风速测量平台,测点一为叶片半高处正前方2m处,测点二为叶片半高处正前方0.3m处,测点三为机舱尾部正上方,测量结果显示测点1风速最高,测点2风速次之,测点3风速最低,叶片前风速测量最接近于主流风速且波动性远远低于机舱尾部测点。工程实际中常见的风速测量仪器,均不能实现旋转基座下的风速测量。基于此设计一种可用于旋转式基座领域的风速风向测量系统,从超声波风速风向测量原理出发,针对时差法风速测量的原理进行超声波风速测量仪系统硬件设计,设计双轴承安装单元解决超声波测速仪在旋转扇叶上的安装问题。利用双轴承安装单元搭建旋转实验平台,在不同旋转角速度下对特定风速进行对比测量,在试验台转速为15r/min、25r/min、35 r/min下,超声波风速风标测量系统测量跳变值约为0.35m/s,机械旋转式风速传感器也约为0.3m/s的跳变,判定超声波风速风标测量系统具有较好的准确性和较高的测量精度。
【关键词】：风力发电机 叶片前风速测量 FLUENT模拟 超声波风速测量仪
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 课题的主要研究内容11-13
• 第2章 叶片前后风速模拟对比及分析13-24
• 2.1 FLUENT风力发电机中的应用13-15
• 2.1.1 FLUENT简介13
• 2.1.2 GAMBIT简介13-15
• 2.2 风力机三维模型及网格划分15-19
• 2.2.1 机的几何结构简化15-16
• 2.2.2 风机模型建立16-17
• 2.2.3 流场空间建立及网格划分17-19
• 2.3 模拟条件设置19-21
• 2.3.1 湍流数值模型19-20
• 2.3.2 基本假设20
• 2.3.3 边界条件设置20-21
• 2.4 叶片前后风速模拟结果对比分析21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 叶片前后风速测量实验研究24-30
• 3.1 试验台简介24-27
• 3.1.1 实验风机参数24-25
• 3.1.2 风杯式风速表25-26
• 3.1.3 力发电机试验台搭建26
• 3.1.4 速度测量点布置26-27
• 3.1.5 风速采集策略27
• 3.2 实验测量数据及分析27-28
• 3.3 本章小结28-30
• 第4章 超声波风速风向测量仪设计30-42
• 4.1 超声波风速风向测量原理30-32
• 4.1.1 超声波30-31
• 4.1.2 超声波换能器31
• 4.1.3 时差法风速测量原理31-32
• 4.2 系统硬件选型与设计32-36
• 4.2.1 DSP选型33-34
• 4.2.2 TMS320F2812中的引脚分配34-35
• 4.2.3 超声波发射接收电路35-36
• 4.3 轴承安装单元设计36-37
• 4.4 旋转工况实验验证37-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第5章 结论与展望42-44
• 参考文献44-46

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;高效风力发电机[J];发明与革新;2001年05期

2 闫合香;高效风力发电机[J];机械与电子;2001年05期

3 陈松利 ,田德,王海宽,辛海升;200W浓缩风能型风力发电机的应用[J];农村牧区机械化;2001年03期

4 陈松利,王海宽,辛海升,韩巧丽;200W浓缩风能型风力发电机抗台风塔架的设计[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2001年04期

5 刘桦;高效风力发电机[J];微电机(伺服技术);2001年03期

6 明涛;高效风力发电机问世[J];机械工程师;2002年03期

7 ;阿根廷推出新型风力发电机[J];上海大中型电机;2002年04期

8 杨小林,范磊,李海峰;300kW可变速风力发电机的研制[J];大电机技术;2002年05期

9 马鹏飞;小型风力发电机使用知识[J];可再生能源;2003年02期

10 ;阿根廷推出新型风力发电机[J];福建电力与电工;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 侯书红;张新燕;;利用面向方框图的仿真方法对风力发电机进行仿真[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年

2 周俊旭;张林文;邹宇知;;大型风力发电机复合材料叶片研制探索[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

3 周俊旭;张林文;邹宇知;;大型风力发电机复合材料叶片研制探索[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

4 田德;王海宽;韩巧丽;;浓缩风能型风力发电机的研究与进展[A];中国农业工程学会第七次全国会员代表大会及学术年会论文集[C];2004年

5 田德;王海宽;韩巧丽;;浓缩风能型风力发电机的研究与进展[A];中国农业工程学会第七次会员代表大会论文集[C];2004年

6 田德;王海宽;韩巧丽;;300W浓缩风能型风力发电机的特性分析[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年

7 俞红鹰;;中国小型风力发电机回顾与展望[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（上册）[C];2006年

8 周俊旭;张林文;邹宇知;;大型风力发电机复合材料叶片研制探索[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

9 李丹;张义军;吕伟涛;;风力发电机叶片姿态与雷击概率关系的模拟分析[A];S13 第十届防雷减灾论坛——雷电灾害与风险评估[C];2012年

10 吴亚飞;;浅谈风力发电机的维修与保养[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2012年度论文集（上）[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 季红兵邋玉涛;戚机厂试制成功风力发电机[N];常州日报;2007年

2 黄宣传;黄石一退休高工造出风力发电机[N];湖北日报;2007年

3 宋亚平 王雪杉 记者　 薛秀颖;哈电领军国内大型风力发电机[N];哈尔滨日报;2006年

4 本报记者 原子 实习生 王太刚;一种家用风力发电机在黄石“怀胎”[N];黄石日报;2007年

5 常思哲;浑南将建风力发电机生产基地[N];沈阳日报;2007年

6 熊兆蓉;德国风力发电“风险”引起关注[N];中国信息报;2007年

7 本报记者 应尤佳;江特电机合营风力发电机[N];上海证券报;2008年

8 黄启艳;中山造“家庭风力发电机”拿到首张订单[N];中山日报;2008年

9 记者 毛庆邋通讯员 赵敬翔;南京首个风力发电机项目落户溧水[N];南京日报;2008年

10 本报记者 严丹;北海风力发电机正式并网发电[N];北海日报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王建宏;风力发电机的柔性多体动力学研究[D];重庆大学;2009年

2 白\讶

本文编号：451152