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文檔簡介
1、近年來,全世界范圍內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,風(fēng)電已超過核電成為世界第三大主力能源,尤其在我國,風(fēng)電累計裝機(jī)和新增裝機(jī)容量都已穩(wěn)居世界第一位。但由于風(fēng)電規(guī)劃不均、電網(wǎng)承載能力不夠等原因,風(fēng)電消滯問題正在制約著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。發(fā)展分布式能源和小型風(fēng)力發(fā)電是解決這一問題的有效手段,所以本文以此為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計了全新形式的碟形風(fēng)力發(fā)電機(jī),并對其葉輪進(jìn)行風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬,為其深入研究確定目標(biāo)方向。具體的工作成果如下:
?。?)選定葉片安裝
2、角、葉輪開度作為主要研究對象,葉片數(shù)作為次要研究對象,根據(jù)設(shè)計思路確定模型尺寸并選定其中3個模型進(jìn)行三維建模。采用3D打印技術(shù)和拆分打印的方法制作3個試驗?zāi)P?,設(shè)計并在風(fēng)洞中安裝測試實驗臺。
?。?)對3個模型分別進(jìn)行風(fēng)洞試驗,包括啟動性能和氣動性能的試驗,其中,每個模型安排多葉片對比試驗。試驗修正結(jié)果表明,30/45模型的整體性能優(yōu)于其他兩個模型,風(fēng)能利用系數(shù)在0.42附近,可以在很低的風(fēng)速下啟動;30/30模型性能次之;60
3、/45模型的性能與其他模型有明顯的差距。
?。?)針對研究對象的特點(diǎn),利用三維無厚度壁面的處理方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分,通過對全尺寸系列的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型進(jìn)行基于正交試驗方法的三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,獲得其風(fēng)能利用系數(shù)曲線和流場分布圖,并對結(jié)果進(jìn)行極差和方差分析。結(jié)果表明30/60模型具有最佳氣動性能,葉片安裝角對性能的影響最大。此外還對45/45模型進(jìn)行了同阻塞比下的三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,對其在風(fēng)洞試驗中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象給出較為合理的解釋。<
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