垂直軸風力機葉片在不同安裝角下的性能研究.pdf

1、目前，經濟迅速發(fā)展，而同時它也帶來了另一個嚴峻的問題，那便是生態(tài)環(huán)境的惡化。在符合相關政策的前提下，大力發(fā)展可再生能源已成為國際社會共同關注的熱點。但是，單獨的開發(fā)風能、太陽能會存在一些如成本高，運行不穩(wěn)定等的因素，因此，如何將二者進行合理的結合，從而達到資源的最優(yōu)利用，也是當今的研究重點。風光互補發(fā)電系統(tǒng)可以有效的克服二者存在的一些缺點，具有重要的實際意義。
　　風光互補系統(tǒng)中所使用的風力機的性能是影響該系統(tǒng)整體效率的重要部件。

2、風力機發(fā)電機按照不同的分類標準可以分為很多類別，按照其旋轉軸與地面的位置關系將風力機分為兩類，一類是水平軸風力機，另一類是垂直軸風力機。與水平軸風力機不同，垂直軸風力機可以利用任何方向的來流風，不需要調向裝置，在結構設計及加工制造上相對簡單。因此，在風光互補系統(tǒng)中使用垂直軸風力機具有重要的價值。
　　本文以典型的H型升力型垂直軸風力機為研究對象，并以呼和浩特為其工作地點，首先設計了所研究風力機的主要結構參數，并對其葉片及實驗所用到

3、的部件進行加工。接下來運用計算流體動力學的方法分別對不同安裝角下風力機的運行情況進行了三維數值模擬，得到不同工況下風力機的風能利用率與尖速比、風力機的扭矩與轉速以及風力機的功率與轉速的變化曲線。結果表明對于所設計的風力機，當安裝角為2°時它的氣動性能是最優(yōu)的。接著分析了當風力機處于最佳安裝角時風力機旋轉一周的流場圖。對比分析了不同安裝角時風力機表面的壓力分布情況，結果表明葉片的內外壓差是影響風力機運轉的重要因素，當安裝角為2度時更利于風

4、輪旋轉。最后根據流體相似準則，對所設計的H型風力機進行了適當的縮小，通過選擇合適的葉片材料及連接方式，在內蒙古工業(yè)大學的能源基地進行了風洞實驗。由于實驗中存在多種因素的影響，所得實驗結果的數值小于理論計算值，但總體變化趨勢是一致的。
　　總結全文可以得出，對于同一H型垂直軸風力機而言，葉片安裝角對風力機的氣動性能影響較大。在實際的風力機運行之前，必須對所應用的風力機進行安裝角下的模擬計算或者是進行相應的實驗驗證，進而使風光互補中的