大容量濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型氣動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究

【摘要】： 本論文的選題是國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目《濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪系列化的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與研究》[批準(zhǔn)號(hào):59776033](快速反應(yīng)項(xiàng)目)中的一部分。研究目的是通過采用車載法對(duì)大容量濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)相似模型的氣動(dòng)特性、發(fā)電功率輸出特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)研究結(jié)果與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,初步建立濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中、大容量的系列化機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)的理論設(shè)計(jì)公式。 在濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的前期研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)制造了大容量機(jī)組的相似模型Ⅰ。采用車載法選擇10m/s、12m/s、14m/s三種風(fēng)速對(duì)相似模型Ⅰ的中央流路內(nèi)的6列、8排共48個(gè)特征點(diǎn)的總壓、靜壓等氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)測(cè)定結(jié)果和氣動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析研究。研究結(jié)果得出:模型內(nèi)葉輪安裝處的氣流流速是前方相同面積來流風(fēng)速的1.31倍,氣流動(dòng)能增至前方相同面積來流風(fēng)能的2.25倍。 在相似模型Ⅰ的氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)了在距相似模型Ⅰ入口565mm處(擴(kuò)散管軸向長度的37.8%處),氣流流速是前方相同面積來流風(fēng)速的1.34倍,氣流動(dòng)能增至前方相同面積來流風(fēng)能的2.41倍。 在相似模型Ⅰ的基礎(chǔ)上,收縮管的直線圓錐改造成母線為圓弧形的圓錐,稱相似模型Ⅱ。采用車載法,選擇與相似模型Ⅰ相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)條件,對(duì)特征點(diǎn)的總壓、靜壓等氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)測(cè)定結(jié)果和氣動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析研究。研究結(jié)果得出:模型Ⅱ內(nèi)葉輪安裝處的氣流流速是前方相同面積來流風(fēng)速的1.38倍,比相似模型Ⅰ提高了5.3%,氣流動(dòng)能增至前方相同面積來流風(fēng)能的2.63倍,比相似模型Ⅰ提高了16.9%。 在相似模型Ⅱ的氣動(dòng)特性中,發(fā)現(xiàn)了在距相似模型Ⅱ入口斷面365mm處(擴(kuò)散管入口斷面處),氣流流速是前方相同面積來流風(fēng)速的1.40倍,比相似模型Ⅰ提高了4.5%,氣流動(dòng)能增至前方相同面積來流風(fēng)能的2.74倍,比相似模型Ⅰ提高了13.7%。 在相似模型Ⅱ的氣動(dòng)特性中,選取風(fēng)速為12m/s時(shí)對(duì)在不同溫度條件下的氣動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果得出:溫度對(duì)氣動(dòng)特性的影響與理論分析結(jié)果一致,為建立中、大容量系列化濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的理論設(shè)計(jì)公式提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 在相似模型Ⅱ內(nèi)設(shè)計(jì)安裝了風(fēng)能利用系數(shù)CP為0.182、葉輪直徑為860mm的六葉片葉輪,選用了效率為0.655的100W永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了功率輸出特性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:葉輪安裝處的氣流流速是前方相同面積來流風(fēng)速的1.37倍,氣流動(dòng)能增至前方相同面積來流風(fēng)能的2.57倍。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果與氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性很高。 根據(jù)相似模型Ⅰ的氣動(dòng)特性、相似模型Ⅱ的氣動(dòng)特性和功率輸出特性和相似原理、氣體動(dòng)力學(xué)、貝茨理論、葉輪設(shè)計(jì)等理論初步建立了中、大容量系列化濃縮風(fēng) 【關(guān)鍵詞】：大容量 濃縮風(fēng)能型 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 模型 氣動(dòng)特性
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 1 引言11-29
• 1.1 風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展史11-21
• 1.1.1 風(fēng)與風(fēng)能11-17
• 1.1.2 風(fēng)力機(jī)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展史17-21
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類21-24
• 1.2.1 水平軸風(fēng)力機(jī)21
• 1.2.2 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)21-23
• 1.2.3 特殊型風(fēng)力發(fā)電機(jī)23-24
• 1.3 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀24-27
• 1.3.1 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組24-27
• 1.3.2 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組27
• 1.4 本課題研究的目的與意義27-29
• 2 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)研究基礎(chǔ)29-40
• 2.1 濃縮風(fēng)能的理論基礎(chǔ)29-30
• 2.2 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的前期基礎(chǔ)研究30-34
• 2.2.1 明星式風(fēng)力發(fā)電裝置的研究30-31
• 2.2.2 以內(nèi)蒙古為對(duì)象的大容量明星式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)31-32
• 2.2.3 明星式風(fēng)力發(fā)電裝置固定翼箱的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)32-34
• 2.3 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)整體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娘L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)34-38
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>35
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析35-38
• 2.4 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的形成38-40
• 3 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)相似模型Ⅰ的氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究40-58
• 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c理論分析40-43
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>40
• 3.1.2 能量轉(zhuǎn)換的理論分析40-43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方案43-48
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容43
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方案43-48
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-54
• 3.3.1 流速分布48-52
• 3.3.2 壓力系數(shù)分布與能量轉(zhuǎn)換52-54
• 3.4 與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)驗(yàn)結(jié)果比較54-55
• 3.4.1 結(jié)構(gòu)比較54
• 3.4.2 中央流路流速分布比較54-55
• 3.4.3 能量轉(zhuǎn)換比較55
• 3.5 由溫度引起的誤差分析55-56
• 3.5.1 理論分析55-56
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)誤差分析56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 4 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)相似模型Ⅱ的氣動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究58-70
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)內(nèi)容58-59
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>58
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容58-59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析59-65
• 4.2.1 流速分布59-61
• 4.2.2 壓力系數(shù)分布與能量轉(zhuǎn)換61-65
• 4.3 與相似模型Ⅰ實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較65
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)比較65
• 4.3.2 中央流路流速分布比較65
• 4.3.3 能量轉(zhuǎn)換比較65
• 4.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析65-66
• 4.4.1 由溫度變化引起誤差分析65-66
• 4.4.2 由數(shù)字壓力計(jì)分辨率引起誤差分析66
• 4.5 溫度不同時(shí)對(duì)流場(chǎng)測(cè)試的影響66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-70
• 5 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)相似模型Ⅱ的發(fā)電功率輸出特性實(shí)驗(yàn)研究70-79
• 5.1 100W 永磁發(fā)電機(jī)輸出特性實(shí)驗(yàn)70-74
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)方案70
• 5.1.2 測(cè)量儀器70-71
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析71-74
• 5.2 模型Ⅱ功率輸出特性實(shí)驗(yàn)74-78
• 5.2.1 葉輪設(shè)計(jì)74
• 5.2.2 車載法實(shí)驗(yàn)方案74-75
• 5.2.3 測(cè)量儀器75
• 5.2.4 相似模型Ⅱ發(fā)電功率輸出特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析75-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 6 系列化濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)理論設(shè)計(jì)公式的確定79-82
• 6.1 相似理論在濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用79
• 6.2 大容量機(jī)組設(shè)計(jì)的理論模型的建立79-82
• 7 結(jié)論與討論82-84
• 7.1 結(jié)論82-83
• 7.2 討論83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 附錄89-105
• 作者簡介105

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海上風(fēng)電機(jī)組整體桁架式支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性與疲勞研究    劉建軍

H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組支承塔架的結(jié)構(gòu)選型和受力性能研究    鮑崇山

基于鋼塔架風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)性能研究    余長海

600W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究    王永維

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與研究    張春蓮

大型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制原理的研究    張宏立

風(fēng)力機(jī)專用新翼型及其氣動(dòng)特性研究    黃繼雄

風(fēng)/光互補(bǔ)混合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)    李爽

便攜式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)    臧俊霞

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)噪聲機(jī)理的試驗(yàn)研究    辛海升

200W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用及運(yùn)行效果    陳松利;田德;辛海升;韓巧麗;孫云峰;

基于小波變換的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與分析    張照煌;丁顯;劉曼;曾菊瑛;

風(fēng)力機(jī)定常與非定常氣動(dòng)問題的數(shù)值模擬研究    范忠瑤

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)研究    徐寶清

基于Labview的風(fēng)電機(jī)組油液在線監(jiān)測(cè)及運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)    張行

面向設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)翼型氣動(dòng)特性數(shù)值研究    田家彬

水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械葉片設(shè)計(jì)及特性分析    徐學(xué)濤

風(fēng)電制動(dòng)器慣性臺(tái)架的研究    鄭陽

兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)特性分析    焦華超

空冷單元及空冷島流場(chǎng)優(yōu)化組織與傳熱強(qiáng)化    張宛曦

變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)特性和運(yùn)行特性的研究    周海波

小波變換在旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用    劉志芳,陶建,張進(jìn)明

未來電機(jī)的發(fā)展和展望    吳旭升,孫俊忠

我國確定“十五”風(fēng)力發(fā)電目標(biāo)    曉冰

關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的幾點(diǎn)思考    張照煌,劉衍平,李林

基于自適應(yīng)最優(yōu)模糊邏輯系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法    吳捷,嚴(yán)華

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的非線性控制——變結(jié)構(gòu)控制與魯棒控制    楊俊華,吳捷

城郊大氣近地面層湍流特征的初步研究    王立治,章小平,王曉晞,李德新,張?jiān)?/span>

北京市郊區(qū)及城區(qū)邊緣的大氣湍流結(jié)構(gòu)特征    張靄琛,呂杰,張兵,劉樹華

山谷城市的近地層大氣湍流譜特征    王介民

南沙海域近海層大氣湍流結(jié)構(gòu)及輸送特征研究    馬耀明,王介民,劉巍,張慶榮,麥波強(qiáng)

自然環(huán)境中的流動(dòng)與輸運(yùn)    李家春;

風(fēng)能利用與西部開發(fā)    賀德馨;

高速列車氣動(dòng)力數(shù)值計(jì)算研究    王開春;朱國林;金鋼;

600W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究    王永維

濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與研究    張春蓮

爪式粉碎機(jī)旋轉(zhuǎn)噪聲的提取與降噪改進(jìn)設(shè)計(jì)    蔡紅梅

信息之窗    

美國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展計(jì)劃    堯敏;

風(fēng)力發(fā)電惹來官司    劉先曙;

風(fēng)力發(fā)電    張偉康;

異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用    吳學(xué)光,張學(xué)成,印永華,戴慧珠

風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用軸承    李媛媛,葉亞飛

離網(wǎng)型戶用風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)    沈炳耘,王濤,劉志璋

美孚SHC潤滑油讓你的風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能出眾    

美國的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況    涂強(qiáng);

6米φ型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)    陳良康;

基于AMEsim和Simulink仿真平臺(tái)對(duì)空氣彈簧隔振效果的研究    胡蓉蓉;高曉東;姚晶晶;蔣友進(jìn);

阿司匹林建立大鼠胚胎畸形模型的研究    李超;潘建明;張相年;蔣琳蘭;

模糊優(yōu)選評(píng)估系統(tǒng)    朱詩兵;

船基方式氣象導(dǎo)航模擬訓(xùn)練系統(tǒng)    周立佳;

應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器的高強(qiáng)度氣體放電燈建模方法綜述    劉漢奎;呂壽坤;徐殿國;

可修復(fù)性航材修理間隔期的確定策略    付興方;李宗植;

論建立土壤侵蝕模型在水保方案編制中的作用    馬為民;胡維銀;

仿真學(xué)科的研究與思考    王正中;

基于運(yùn)營成本的小汽車租賃出租率問題管理模型    陳龍偉;

企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的庫存策略    吳清一;張偉;李蘇劍;

南非發(fā)明新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)    記者 李學(xué)華

沈陽造出國內(nèi)首臺(tái)3.0兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)    記者 趙國清

湘機(jī)一風(fēng)力發(fā)電機(jī)新產(chǎn)品通過省級(jí)鑒定    本報(bào)記者 楊期仁 通訊員 趙子征 李理純

沈陽造出國內(nèi)首臺(tái)3.0兆瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)    通訊員 楮寧

“菲仕”風(fēng)力發(fā)電機(jī)填補(bǔ)多項(xiàng)國內(nèi)空白    記者 羅佳旻

風(fēng)力發(fā)電機(jī)巨頭專利官司愈演愈烈    美國專利律師 薛之揚(yáng)

全省首臺(tái)2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在宜下線    娜姿

提高雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)    CNE記者 霍麗文

全國青少年航海模型總決賽在陵水舉行    記者 邵長春　特約記者 李玉峰 通訊員 青云

巧思創(chuàng)新意,廢物變模型    濰坊中學(xué) 顏美平　毛韋清

大容量濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型氣動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究    韓巧麗

椎間盤退變，營養(yǎng)途徑，形態(tài)及細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)性研究    賈長青

基于特征價(jià)格理論的我國有線數(shù)字電視產(chǎn)品價(jià)格模型研究    李貴孚

水資源需求驅(qū)動(dòng)因素及其調(diào)控研究    袁寶招

中國商業(yè)銀行企業(yè)文化測(cè)度研究    趙世剛

生命價(jià)值的動(dòng)態(tài)評(píng)估方法與實(shí)證研究    廖亞立

變壓器隔離全橋開關(guān)變換器的建模與應(yīng)用技術(shù)研究    余明楊

風(fēng)電引起的電壓波動(dòng)和閃變研究    趙海翔

預(yù)構(gòu)皮瓣治療四肢嚴(yán)重?fù)p傷的動(dòng)物模型與實(shí)驗(yàn)研究    王伯珉

超臨界流體制備超微顆粒的過程模擬與噴嘴設(shè)計(jì)    劉燕

300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)模擬研究    王欣

基于300W小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)剎車系統(tǒng)的試驗(yàn)研究    李佳

雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析與變流器設(shè)計(jì)    郁燦

風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距系統(tǒng)研究    鄭波

風(fēng)力發(fā)電機(jī)智能偏航控制系統(tǒng)研究    張慧寧

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)    彭鐳

基于分?jǐn)?shù)階微積分風(fēng)力發(fā)電機(jī)變漿距控制方法研究    吳衛(wèi)珍

50W路燈用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)與研究    李文慧

低風(fēng)速小型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及支承的研究與設(shè)計(jì)    錢杰

雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的研制    趙巧紅