垂直軸柱狀葉片風(fēng)力機(jī)的研究.pdf

1、隨著全球能源消耗的不斷攀升，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正在被大量的研發(fā)應(yīng)用。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，風(fēng)力機(jī)的性能決定了風(fēng)能被吸收和轉(zhuǎn)換能力。而葉片作為風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵零部件，其設(shè)計(jì)制造的好壞直接關(guān)系到風(fēng)力機(jī)的效率和使用壽命。鑒于傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)葉片制造成本過(guò)高，且與現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)對(duì)翼型性能上的要求并不完全匹配等問(wèn)題，本文研究了一種新型葉片的垂直軸風(fēng)力機(jī)，以解決社會(huì)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)高效的新型風(fēng)機(jī)的迫切需求。
　　本文將Magnus效應(yīng)應(yīng)用到了風(fēng)機(jī)翼型的設(shè)計(jì)之中，提出了一

2、種垂直軸柱狀葉片風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)思想，并建立了柱狀葉片風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了這種新型風(fēng)力機(jī)的工作原理；同時(shí)，詳細(xì)分析研究了柱狀葉片的氣動(dòng)性能，通過(guò)對(duì)葉片所處壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的分析以及在不同的周速比和雷諾數(shù)下葉片升阻力系數(shù)變化規(guī)律的研究，得出了葉片氣動(dòng)性能的影響因素，并得到了在不同工況下的最大升阻比；設(shè)計(jì)了葉片的氣動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了部分驗(yàn)證；進(jìn)行了柱狀葉片風(fēng)力機(jī)整機(jī)的氣動(dòng)性能仿真，初步計(jì)算結(jié)果表明，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率得到了一定程度的

3、提高。
　　本文突破了傳統(tǒng)，將風(fēng)力機(jī)的葉片翼型設(shè)計(jì)為圓柱形，此舉不僅提高了葉片的氣動(dòng)性能，同時(shí)大大降低了風(fēng)機(jī)的制造維護(hù)成本；在整機(jī)的設(shè)計(jì)中，令柱狀葉片繞自身的安裝位置做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)換葉片的旋轉(zhuǎn)方向，并在理論上計(jì)算了葉片切換旋轉(zhuǎn)方向的位置，使風(fēng)力機(jī)能夠在升力的作用下持續(xù)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，由于柱狀葉片產(chǎn)生了較大的升力和較高升阻比，從而得到了相對(duì)較大的驅(qū)動(dòng)力矩，為整機(jī)的風(fēng)能利用率的提高奠定了基礎(chǔ)。
　　綜上所述，論文提出了一種嶄