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试议风力一种新型高效风力机叶片设计

收藏本文 2024-01-26 点赞:6594 浏览:22045 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着煤、石油、天然气等化石资源的日益枯竭以及环境污染的加剧,追求一种清洁、无污染,可持续的新能源已经成为国际社会的共识。由于风能具有清洁、无污染,可持续等优点,风力发电作为风能利用的主要方式得到了迅猛的进展。风力机叶片是风力发电机组的核心部件,其成本占到整台机组的20%-30%。叶片的气动性能直接联系到风能利用效率的高低,由此,风力机叶片设计的探讨对我国的风电进展事业具有积极的作用。本论文以2MW风力机叶片的外形设计为例,主要开展的工作包括以下三点:1.浅析和探讨现有的优秀翼型的气动性能。2.根据叶片设计论述,计算出弦长、扭角沿叶片长度方向的分布,进而在叶片长度方向的不同位置处(30%、60%、90%)选择不同的翼型组合,利用多项式拟合计算出在其它位置处的过渡翼型,再用UG构建叶片模型。3.在以上工作的基础上,得到叶片不同截面处的几何参数,初步计算叶片的气动性能。为叶片后继的风洞实验,结构设计以及叶片制造等提供重要的参考依据。关键词:风力机论文设计论文叶片论文翼型论文气动性能论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    1 绪论8-15

    1.1 国内外风电进展近况8-10

    1.2 我国的风能资源和技术近况10-12

    1.2.1 我国风能资源10-11

    1.2.2 技术近况11-12

    1.3 风力发电设备的进展走势12-13

    1.4 论文的主要工作13-15

    2 翼型论述15-22

    2.1 翼型的基本论述15-19

    2.1.1 翼型参数15-16

    2.1.2 翼型的力学特性16-19

    2.1.3 影响翼型气动性能的因素19

    2.2 翼型修型论述19-22

    3 叶片设计论述22-34

    3.1 叶素动量论述22-30

    3.1.1 动量定理23

    3.1.2 贝兹极限23-24

    3.1.3 推力系数24

    3.1.4 叶素论述24-26

    3.1.5 动量守恒26-27

    3.1.6 叶片实度27-28

    3.1.7 叶尖损失与叶根损失28-30

    3.2 叶片设计论述30-32

    3.2.1 简化设计策略30

    3.2.2 葛劳渥(Glauert)设计策略30-31

    3.2.3 维尔森(Wpson)设计策略31-32

    3.3 本章小结32-34

    4 叶片设计与计算34-49

    4.1 叶片初始设计参数设定34-37

    4.1.1 额定功率34

    4.1.2 风轮直径34-35

    4.1.3 风轮叶片数35

    4.1.4 设计风速35-36

    4.1.5 尖速比36-37

    4.2 叶片外形参数计算37-41

    4.2.1 初始计算37-40

    4.2.2 叶片弦长扭角的优化40-41

    4.3 翼型分布41-43

    4.4 叶片建模43-45

    4.4.1 翼型坐标变换思路43-44

    4.4.2 叶片建模44-45

    4.5 本章小结45-46

    附注:1 风速分布函数46-49

    5 叶片的气动性能计算49-58

    5.1 叶片气动性能指标49-50

    5.2 诱导因子 a 、 a′的计算50-53

    5.3 静态气动性能参数计算53-54

    5.4 额定风速工况下的静态气动性能参数计算54-55

    5.5 额定转速下不同风速时的性能参数曲线55-57

    5.6 本章小节57-58

    6 结论与展望58-59

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