垂直轴风力机驱动水输运过程的动态行为研究

发布时间：2020-05-07 18:03

【摘要】：本文以垂直轴阻力差型风力机和水泵之间的配合为研究对象,通过试验和计算机数值模拟分析了驱动水输运过程的功率匹配问题,以及风力机的动态行为。具体内容如下：1、通过测试同一风力、不同传动比情况下水泵的工作状况,研究了风能驱动水循环系统的最高循环效率及相应的最佳传动比。结果显示：对于风轮半径为1.0m的半圆弧形5叶片风车,以及小型螺纹拖泵BPZ-18,在2组鼓风情况下,风车叶片处风速为6m/s和传动比为37.8时,水泵的水流量也达到最大,风力机动力与水泵之间达到了最佳的配合,与理论预测结果比较接近。2、使用软件FLUENT,采用CFD研究手段,从计算流体力学的理论出发对实际尺寸的垂直轴阻力差型风力机做2D的简化建模,并选定计算区域,确定合适的模拟方法分别对6m/s、7m/s、8m/s、9m/s在不同的转速下进行模拟。通过计算得到不同风速下转速和力矩系数、风力机功率、风能利用率的关系曲线,以及最大风能利用率和其对应的转速与风速之间的关系曲线。3、保持计算区域不变,取风速为9m/s,转速为41rpm时,改变风力机中心与计算区域前边界的距离进行模拟,得到风能利用率与风力机中心距计算区域前边界的距离之间的关系曲线,确定风力机中心与计算区域前边界的最佳距离。4、进行了现场试验和测试。最终结果对风能系统的实际开发应用具有重要意义。
【图文】：

逦第一章绪论逦逡逑送等，而传热同样需要耗费大量的能源。由于人们对新的可再生能源的关注Ｗ及地球上逡逑的化石能源即将消耗殆尽，可再生能源取代传统能源将是全球各国的广泛共识，因为可逡逑再生能源资源丰富、对环境无污染，且开发技术日趋成熟，所Ｗ对其合理的开发和利用逡逑在全球能源短缺Ｗ及环境污染的大环境下有着非常重大的意义。当然，风能的应用（如逡逑传热）的研究将会显得越来越重要。逡逑

直轴风机为升力型达里厄（Ｄａｒｉｅｎ－Ｔｙｐｅ）风机；而垂直轴阻萨沃纽斯型风力机和杯型转子风力机［ＡＷ。逡逑机本身就具有了结构更简单，成本也更低的优点。这种风机受到风向的限制比较小，，不像水平轴风机那样只能吸收迎面比水平轴风为机不需要借助外为，启动性能更优。在转动时，较低，噪音较小，同时也不会像水平轴风为机一样对生态环影响Ｍ。逡逑的动力设备压缩机和螺纹拖粟，选择更适合的垂直轴阻力差下：逡逑面翼型的垂直轴风力机，相对于水平轴风力机制作简单，成本轴风力机安装位置选择性大，只要在有风的地方就可Ｗ摆放，问题；其产生的噪音较小，同样不会出现像水平轴风力机一样水平轴风力机无法安装的位置安装ｔｗｓｉ。逡逑
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK83

【参考文献】

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本文编号：2653343