整流式阻力型垂直轴风力机结构参数优化选择的研究

发布时间：2021-08-25 13:48

　　当前,能源和环保已成为人类生存和发展所需解决的紧迫问题,各国政府更加重视可持续发展能源的开发、利用。风能作为一种清洁的可再生能源,具有广阔的应用前景。风力发电是目前世界上技术最成熟一种风能利用方式,其中,阻力型垂直轴风力机因结构简单、适应性强等特点,在小型风力发电领域受到更多的青睐。不过,由于风能利用系数较低的劣势,该种风力机的发展受到了限制。为提高阻力型垂直轴风力机的风能利用系数,本文根据风力机捕获风能的原理,设计了一种整流式风力机,该风力机由整流罩和风轮组成。整流罩能够增大作用在风轮叶片上的风速,并且可以通过调节风流方向,减小叶片上的阻力扭矩,以此达到整流的目的,提升风力机的性能。论文分析了影响整流式风力机增效性能的主要结构参数,确定了结构参数优化的研究方案。借助于计算流体力学软件Fluent,完成了风力机二维流场的数值计算,得到了不同结构参数组合下风力机的C P??曲线。结合仿真结果,分析了整流罩对风力机流场的影响以及风力机结构参数对风能利用系数的影响规律。在此基础上,完成了风力机结构参数的优化选择。为研究整流式风力机的实际性能,论文设计、制造了风力机样机,应用简易风洞,分别对有... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

升力型水平轴风力机示意图

图 1-2 阻力型水平轴风力机示意图风力机机(Vertical Axis Wind Turbine, VAWT)是指叶轮轴间的风力机，依据动力的不同，垂直轴风力机也型，另一类是阻力型。型垂直轴风力机 它是由法国工程师达里厄(Darri力型垂直轴风力机，所以人们称此种风力机为达纪后期，经加拿大国家空气动力实验室和美国 Sa研究，结果认为与所有垂直轴风力机相比，该种根据叶片的形状，达里厄型风力机可分为直叶片（，如图 1-3 所示。达里厄型风力机比其它垂直轴适合大型风力发电机，但达里厄型风力机起动转- 2 -

图 1-3 升力型垂直轴风力机示意图) 萨渥纽斯型风力机 它是芬兰工程师萨渥纽斯(Savonius)，在 20 明的一种阻力型垂直轴风力机，所以人们称之为 Savonius 型风力 所示。由于它的风轮像 S 形，又称为 S 型风力机。这种风力机主要叶片前后形成的压强差来推动叶轮工作。设计良好的 S 型风力机获得很好的功率输出。但是由于工作速比范围很小，通常为 0<λ在逆风区时会产生较大的反向力矩，故其风能利用率较低。不过机具有较好的起动性能，结构简单，因此，比较适合于应用于小机组，或协助达里厄型风力机起动和提水[2]。图 1-4 阻力型垂直轴风力机示意图

【参考文献】：
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硕士论文
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[3]垂直轴微风发电机的叶片设计与模拟分析[D]. 范正萍.厦门大学 2008
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本文编号：3362231