试析大容量浓缩风能型风力发电机模型气动特性的实验研究

《试析大容量浓缩风能型风力发电机模型气动特性的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、内蒙古农业大学博士学位论文大容量浓缩风能型风力发电机模型气动特性的实验研究姓名：韩巧丽申请学位级别：博士专业：农业机械化工程指导教师：田德20060401摘要本论文的选题是国家自然科学基金资助项目《浓缩风能型风力发电机叶轮系列化的风洞实验与研究》【批准号：59776033](快速反应项目)中的一部分。研究目的是通过采用车载法对大容量浓缩风能型风力发电机相似模型的气动特性、发电功率输出特性进行实验研究，对研究结果与风洞实验结果进行对比分析，初步建立浓缩风能型风力发电机中、大容量的系列化机组的关键参数的理论设汁公式。在浓缩风能型风力发电机的前期研究基础上，

2、设计制造了大容量机组的相似模型I。采用车载法选择iO,n／s、12m／s、14m／s三种风速对相似模型I的中央流路内的6列、8排共48个特征点的总压、静压等气动参数进行了测试，对测定结果和气动特性进行了理沧分析研究。研究结果得出：模型内时轮安装处的气流流速是前方相同面积来流风速的1．3l倍，气流动能增至前方相同面积来流风能的2．25倍。在相似模型I的气动特性实验中，发现了在距相似模型I入口565mⅢ处(扩散管轴向K度的37．8％处)，气流流速是前方相同面积来流风速的1。34倍，气流动能增至前方相同面积来流风能的2．41倍。在相似模型I的基础上，收缩管的

3、直线圆锥改造成母线为圆弧形的圆锥，称相似模型II。采用车载法，选择与相似模型I相同的实验内容和实验条件，对特征点的总压、静压等气动参数进行了测试，对测定结果和气动特性进行了理论分析研究。研究结果得出：模型II内叶轮安装处的气流流速是前方相同面积来流风速的1．38倍，比相似模型I提高了5．3％，气流动能增至前方相同面积来流风能的2．63倍，比相似模型I提高了16．9％。在相似模型II的气动特性中，发现了在距相似模型II入口断面365mm处(扩散管入口断面处)，气流流速是前方相同面积来流风速的1．40倍，比相似模型I提高了4．5％，气流动能增至前方相同面积

4、来流风能的2．74倍，比相似模型I提高了13．7％。在相似模型II的气动特性中，选取风速为】2m／s时对在不同温度条件下的气动特性进行了实验研究。研究结果得出：温度对气动特性的影响与理论分析结果一致，为建立中、大容量系列化浓缩风能型风力发电机的理论设计公式提供了实验依据。在相似模型II内设计安装了风能利用系数岛为0．182、叶轮直径为86(3咖的六叶片叶轮，选用了效率为0．655的IOOW永磁直驱式风力发电机进行丁功率输出特性实验，实验结果证明：时轮安装处的气流流速是前方相同面积来流风速的1，37倍，气流动能增至前方相同面积来流风能的2．57倍。此实验

5、结果与气动特性实验结果一致性很高。根据相似模型I的气动特性、相似模型I【的气动特性和功率输出特性和相似原理、气体动力学、贝茨理论、叶轮设计等理论初步建立了中、大容量系列化浓缩风能型风力发电机关键参数的理论设计公式，完成了600kW、750kW、900kW、1．5MW、2MW、5MW机组的关键参数设计。在流场特性测试中车载法实验与风洞实验相比，由于没有洞壁堵塞效应，实验所获得的数据接近于自然风场中获得的数据。关键词：大容量；浓缩风能型；风力发电机；模型；气动特性ExperimentalStudyonPneumaticCharacteristicofthe

6、LargeCapacityConcentratedWindEnergyTurbineModelAbstractTheresearchwaspartoftheproject。’windtunneltestandstudyonserialimpellersofCWETfoundedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(thenumberwarranted：59306060)．TheaimwastofindpneumaticandpowerperformanceofresemblemodelofLargeCapa

7、cityCWETcarriedbyin—trucktest．TheresultwascomparedwiththedataobtainedinthewindtunnelandestablishedthedesignformulainprinciplofserialcapacityofCWET．Theresemblemodel1wasdesignedandmadebasedontheCWET．TOtalpressure，staticpressureandsomeotherpneumaticcharacteristicsincontractingpipe，

8、centercylinderanddiffuseroftheresemblemodel1wer