风力机设计理论及方法第3章节风力机基本设计理论1.pptVIP

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风力机设计理论及方法第3章节风力机基本设计理论1

第3章 风力机的基本设计理论;⑴风轮流动模型可简化成一个单元流管; ⑵风轮没有锥角、倾角和偏角,这时风轮可简化成一个平面桨盘, ; ⑶风轮叶片旋转时没有摩擦阻力;对通过风轮的气流没有阻力。 ⑷风轮前未受扰动的气流静压和风轮后的气流静压相等,即P1=P2 ,气流速度的方向无论在风轮前后还是通过时都是沿着风轮轴线的; ⑸作用在风轮上的推力是均匀的。;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;将动量方程用于图3-1所示的控制体中,可得作用在风轮上的推力为∶ ;;应用伯努利方程;可得 ;令 则 式中∶ ——轴向干扰因子, 当 时, ; 时; 对正常风车状态 。 ;风轮的轴功率可用下式计算 将 代入;得 风轮最大轴功率发生在 时, 求得 或 。 ;出现最大风轮轴功率 由风能利用系数的定义 ; 这就是著名的贝兹极限。 式中∶ ——风能利用系数。;3.2、 经典设计理论: 目前水平轴风力机的气动分析基础理论除了贝兹理论外,还有涡流理论、叶素理论、动量理论等,并且在设计的过程中,是这些理论的一个综合应用。 ;对于空间的某一给定点,其风速可认为是由非扰动的风速和涡流系统产生的风速之后,由涡流引起的风速可看成是由下列3个涡流系统叠加的结果。 (1)中心涡,集中在转轴上 (2)每个叶片的边界涡 (3)每个叶片尖部形成的螺旋涡 涡系的存在,引入诱导因子,有风轮旋转平面处气流的轴向速度: ;3.2.2、叶素理论;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;在这里和下面将要提到的动量理论中干扰系数共有2个:(1)轴向干扰系数a;(2)切向干扰系数b。其物理意义表示气流在通过风轮时,气流的轴向速度与切向速度都有发生变化。而这个变化就是以a、b为系数时对气流速度所打的折扣,可从叶素气动力三角形中看得很清楚。;3.2.3、动量理论;(3-9);3.2.4、动量-叶素理论;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;3.2.5、叶片梢部损失和根部损失修正;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;3.2.6、塔影效果;3.2.7、偏斜气流修正;3.3、 风力机叶片的空气动力特性: 不论风力机的形式如何,叶片都是至关重要的部件,为了很好的理解叶片的功能,必须懂得有关翼型的基本空气动力学知识。;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Asp

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