单排孔射流在直线翼垂直轴风力机叶片中的数值模拟研究

发布时间：2020-08-03 16:06

【摘要】：随着风电技术的迅速发展,风力机被广泛使用,装机数量一直处于不断增长状态。处于严寒状态下的风力机叶片表面会形成霜或冰等使风力机的气动特性降低,如果结冰严重还会使风力机被迫停机。这样一来就会降低风力机的年发电量,对风力发电非常不利,故对风力机进行防、除冰的研究意义重大。本文提出了一种新的防、除冰方法——气膜加热法,对直线翼垂直轴风力机进行防、除冰的设计研究,通过观察叶片表面的成膜情况来确定风力机叶片被保护的程度。本文的研究采用的是数值模拟研究的方法。首先,对二维风力机进行数值模拟研究,通过对比圆柱孔、扩张孔和扇形孔的成膜情况和气动特性,确定气膜孔的最优形状；其次,对三维静叶片进行数值模拟研究,通过对比不同孔径和孔间距气膜加热效率,确定了孔径和孔间距的大小；再次,按照研究好的孔型、孔径和孔间距在风力机叶片上设置气膜孔,并对有孔的三维旋转直线翼垂直轴风力机进行变工况研究,确定出最佳的运行工况。最后,对有、无气膜孔直线翼垂直轴风力机气动特性进行对比分析,发现有无气膜孔的直线翼垂直轴风力机的风能利用系数和转矩系数几乎相同。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK83
【图文】：

力机产生不利影响时的防护和保护措施，也成为了风能利用研究的重要方向之一。逡逑当风力机处于严寒状态下叶片会形成霜、冰等，尤其在雨夹雪天气，叶片表面覆冰逡逑现象会更加严重。风力机叶片表面覆冰、霜Ｗ后的情况如图１．２所示。风力机叶片逡逑结冰Ｗ后气动性能会下降很多，风力机的气动性能整体降低，降低风力机的输出功逡逑率。与此同时还会减小风力机的使用寿命、叶片断裂等事件发生，一旦叶片折断还逡逑会发生危险。能够实现风力机的防（除）冰问题对于风力发电的发展来说迫在眉睫，逡逑目前国内外对此问题采用了多种方法并进行了大量的研究，但是没有得到很好的解逡逑决方法。逡逑－２邋－逡逑

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本文编号：2779867