一種整流增效風(fēng)力機(jī)的研究.pdf

1、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域里有廣泛的應(yīng)用，目前的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要可分為兩種主要類型：一類是是利用空氣的阻力做功，典型的結(jié)構(gòu)是薩瓦里歐斯型風(fēng)機(jī)。另一類是利用翼型的升力做功，典型的是達(dá)里厄型風(fēng)機(jī)。但是目前的垂直軸風(fēng)力機(jī)由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等原因，風(fēng)能利用系數(shù)普遍低于水平軸風(fēng)力機(jī)。
　　為提高垂直軸風(fēng)能利用系數(shù)，本文提出了一種新型垂直軸風(fēng)力機(jī)模型。該模型通過風(fēng)流整流裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)流方向，減小作用在風(fēng)力機(jī)葉片上的阻力扭矩，并通過風(fēng)流增速原理

2、提高作用在葉片上的風(fēng)速，從而提高風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率。該風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊；采用整流罩增速，可以減小風(fēng)力機(jī)組增速器的增速比，甚至可以取消增速器；風(fēng)能利用系數(shù)高；具有較好的應(yīng)用前景。
　　論文分析了該風(fēng)力機(jī)的增效原理和影響增效性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立了優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的模型和優(yōu)化流程。選用Fluent軟件，完成了風(fēng)力機(jī)導(dǎo)流板數(shù)量、葉片數(shù)量等參數(shù)對(duì)風(fēng)能利用系數(shù)影響的分析研究。通過計(jì)算分析整流罩內(nèi)部風(fēng)流的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)的分布，探討了整流裝置的增

3、效機(jī)理，證明了所提出的風(fēng)力機(jī)提高風(fēng)能利用系數(shù)的可行性。通過分析計(jì)算，獲得了不同導(dǎo)流板數(shù)量和葉片數(shù)量組合下的pCλ?曲線。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化了風(fēng)力機(jī)導(dǎo)流板數(shù)量和葉片數(shù)量的優(yōu)化組合，結(jié)果表明：采用3葉片葉輪和6導(dǎo)流板的整流罩可以獲得最佳風(fēng)能利用系數(shù)。
　　在上述仿真分析研究的基礎(chǔ)上，完成了整流式風(fēng)力機(jī)組實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)與制造，完成了發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，研制出一臺(tái)整流式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理樣機(jī)，初步實(shí)驗(yàn)表明：該樣機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，轉(zhuǎn)速明顯提高。