布置粗糙带的垂直轴风力机输出特性研究

发布时间：2021-04-16 08:01

　　为提高垂直轴风力机的风能利用率,改善其输出特性,文章首先在NACA0012翼型压力面后部布置粗糙带,以粗糙元高度、间距高度比以及叶片安装角作为3个影响因素进行正交设计;然后通过风洞实验和数值模拟相结合的方法进行对比验证。验证结果表明:粗糙元高度对风力机功率系数的影响比间距高度比大;粗糙带可显著提升风力机的扭矩系数,最高可提升33%;粗糙带可有效提高风力机的起动性能,当风速为6 m/s时,与光滑翼型风力机相比,平均静态扭矩系数可提高49%。 

【文章来源】：可再生能源. 2020,38(12)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

风洞出口及风力机布置图

将测得的实验数据进行处理后，得到无粗糙带叶片风力机与布置不同粗糙带风力机在不同转速下的功率值，发现风力机在不同工况下测得的功率随λ的变化趋势基本一致，均在λ为1.6时取得最大值。图2为无粗糙带风力机和布置1-3型粗糙带风力机的功率随λ的变化曲线，1-3型粗糙带具有普适性，一般性。由图2可知，当λ小于1.6时，粗糙带对风力机功率的提升作用较为明显。

数值模拟可以灵活地设定参数，为确定更加合理的粗糙带尺寸，在风洞实验的基础上进行数值模拟，图3为翼型NACA0012表面粗糙带分布图。将粗糙元为方形的粗糙带布置于翼型压力面后面0.1C～0.6C处，基于风洞实验结论，h分别为0.8,1,1.2 mm和1.4 mm，粗糙元d分别为4,4.5,5和5.5,h与d依次组合匹配，研究h和d对风力机输出特性的影响。为确保充分流动，计算域长为20D，宽为10D，风轮距出口的距离为L=15D。图4为计算区域示意图。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3141053