風(fēng)輪是風(fēng)力機的關(guān)鍵部件,其氣動性能直接決定了風(fēng)力機能從風(fēng)中提取的能量多少及其轉(zhuǎn)化效率,是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的核心內(nèi)容。然而風(fēng)速在空間上具有風(fēng)切變特性,致使風(fēng)力機葉片掃掠面的不同水平截面的風(fēng)速大小各不相同,風(fēng)速的變化使得風(fēng)力機葉片運行工況時刻發(fā)生改變,直接影響到風(fēng)輪的氣動性能,進而影響風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的效率與安全。 本文針對風(fēng)切變影響風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置輸出特性這一個問題,選取了容量1.5MW,風(fēng)輪直徑82.7m的風(fēng)力發(fā)電機組,對其在風(fēng)切變流場中輪轂高度處的來流風(fēng)速為額定風(fēng)速時的葉片變槳進行了研究。研究內(nèi)容包括風(fēng)切變流場中風(fēng)輪氣動特性研究,風(fēng)切變流場中風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面節(jié)距角計算,風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時最佳節(jié)距角的優(yōu)化選取,風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出特性仿真模擬等。 為了實現(xiàn)所研究的內(nèi)容,本文以風(fēng)力機空氣動力學(xué)的基礎(chǔ)理論為依據(jù),建立了風(fēng)切變流場中風(fēng)輪氣動特性數(shù)學(xué)模型,通過Matlab軟件編制風(fēng)切變流場中理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面節(jié)距角計算程序,用多項式擬合的方法歸納出理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面節(jié)距角變化規(guī)律方程;進行節(jié)距角優(yōu)化選取后,建立了實際葉片旋轉(zhuǎn)一周變槳方程;為了驗證風(fēng)切變...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的意義
    1.4 課題的研究對象
    1.5 課題研究主要內(nèi)容
    1.5 關(guān)鍵技術(shù)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 風(fēng)切變流場中風(fēng)速梯度分析
    2.1 大氣邊界層的結(jié)構(gòu)及主要特征
    2.2 風(fēng)速變化規(guī)律
        2.2.1 對數(shù)律分布
        2.2.2 指數(shù)律分布
    2.3 風(fēng)電場中實測風(fēng)速梯度分析
    2.4 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪葉片運行工況分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪氣動特性數(shù)學(xué)模型
    3.1 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪葉片受力分析
    3.2 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪的動量理論數(shù)學(xué)模型
    3.3 風(fēng)切變流場中的葉素—動量理論數(shù)學(xué)模型
    3.4 風(fēng)切變流場中葉稍與輪轂損失分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 風(fēng)切變流場中變槳優(yōu)化研究
    4.1 0°相位角時葉片外形設(shè)計
        4.1.1 風(fēng)輪的基本技術(shù)參數(shù)的選定
        4.1.2 0°相位角時葉片外形設(shè)計方法的選定
        4.1.3 0°相位角時葉片外形設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立
        4.1.4 0°相位角時葉片外形設(shè)計的計算步驟
        4.1.5 葉片外形設(shè)計的計算程序編制
            4.1.5.1 0°相位角時葉片外形設(shè)計計算機程序流程
            4.1.5.2 0°相位角時葉片外形設(shè)計結(jié)果
    4.2 理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面節(jié)距角計算
        4.2.1 理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意位置各截面節(jié)距角數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面的扭角計算步驟
        4.2.3 理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面的節(jié)距角計算程序編制
        4.2.4 理想葉片旋轉(zhuǎn)到任意相位角時各截面節(jié)距角擬合方程的建立.
    4.3 葉片旋轉(zhuǎn)一周最佳節(jié)距角選取
        4.3.1 優(yōu)化選取最佳節(jié)距角方法研究
        4.3.2 葉片旋轉(zhuǎn)一周最佳節(jié)距角選取計算機程序的編制
        4.3.3 優(yōu)化選取的葉片旋轉(zhuǎn)一周最佳節(jié)距角擬合方程
    4.4 本章小結(jié)
第五章 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真
    5.1 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真模擬
        5.1.1 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真計算方法分析
        5.1.2 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真計算數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真模擬計算機程序編制
    5.2 風(fēng)切變流場中風(fēng)輪輸出功率仿真結(jié)果分析
        5.2.1 葉片旋轉(zhuǎn)一周不變槳風(fēng)輪輸出功率仿真結(jié)果分析
        5.2.2 葉片旋轉(zhuǎn)一周變槳風(fēng)輪輸出功率仿真結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間取得的科研成果



本文編號：3796927