一種Magnus水平軸風力機的設計與實驗.pdf

1、隨著石油等化石能源耗盡的日期越來越近,而由此造成世界環(huán)境問題越來越嚴重,世界各國都在致力于發(fā)展新能源,用于替代現(xiàn)在的化石能源。這作為新能源之一的風能,受到世界各國越來越多的重視。目前,市場上廣泛使用的是翼型葉片風力機,該種風力機有著發(fā)電效率高,技術(shù)成熟的優(yōu)點。但是,其翼型形狀復雜,加工困難;該種風力機控制系統(tǒng)復雜,因此其制造和維護的成本高。傳統(tǒng)的Magnus風力機葉片結(jié)構(gòu)簡單,只是一個圓筒,易于制造;可以只是單純調(diào)節(jié)其葉片自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的方法

2、來實現(xiàn)風力機的調(diào)節(jié),控制機構(gòu)也很簡單,而且在低風速時,它仍然有著較高的風能利用率。但是其風能利用率仍然低于傳統(tǒng)翼型風力機。
　　本文在傳統(tǒng)Magnus風力機葉片的基礎上,設計了一種新型的葉片,這種新型葉片是由一個圓筒以及一個尾翼組成。它能夠在保持Magnus圓筒葉片原有優(yōu)點的基礎上,提高Magnus圓筒葉片的效率。本文使用CFD軟件Fluent,通過二維仿真,對比了傳統(tǒng)Magnus圓通葉片和新型組合葉片的流線圖、升阻比等參數(shù),并分

3、析了圓筒轉(zhuǎn)速、偏轉(zhuǎn)角度等因素對Magnus風力機圓筒自轉(zhuǎn)所需要能量的影響。建立了新型Magnus風力機的三維模型,并進行了三維仿真,從風速、圓筒轉(zhuǎn)速、葉片外形軸向變化等方面,分析了各個因素對新型Magnus風力機的風能利用率的影響。搭建了Magnus風力機的實驗平臺,通過實驗數(shù)據(jù)分析了轉(zhuǎn)速、偏轉(zhuǎn)角度等因素對組合葉片升力、升阻比、功率消耗等指標影響,驗證仿真結(jié)果的準確性。
　　新型Magnus風力機葉片結(jié)合了傳統(tǒng)Magnus風力機葉