风力机空气动力学2(动量理论).pptVIP

风力机空气动力学风力机空气动力学沈阳工程学院卫运钢中电投徐闻风电培训(湛江)一、风及风的宏观物性二、风力机的动量理论三、风力机的叶素理论四、风力机的叶素-动量理论及应用五、风力机的载荷与振动六、相似理论在风力机中的应用主要内容简介风力机动量理论1、描述运动的方法拉格朗日法跟踪流体运动欧拉法固定的空间区域输运公式？物理量的变化=当地变化量+迁移变化量风及其宏观物性2、欧拉法的研究对象流管——流线(流束)、总流过流断面——与流线处处垂直流网——流线与过流断面构成控制体3、风力机的流管模型连续性方程——质量守恒定律伯努利方程——能量守恒与转换定律动量(矩)方程——动量(矩)定理4、风力机一维动量理论——贝兹极限(1)风力机流管的连续性方程上游到致动盘:(2)风力机流管的伯努利方程致动盘到下游:风力机致动盘的受力4、风力机一维动量理论——贝兹极限(3)风力机流管的动量方程风力机动量理论Froude-Rankine定理1)风力机动量理论著名的“Betz”极限2)引入轴向诱导因子a=(v1-v)/v1，结合：Froude-Rankine定理风力机动量理论Cp——功率系数(风能利用系数)风力机动量理论Cp——功率系数(风能利用系数)CM—转矩系数(力矩系数)叶尖速比风力机动量理论CS——推力系数功率系数——叶轮获取风量：转矩系数——传动部件扭矩：推力系数——机组气动载荷：风力机动量理论功率系数——叶轮获取风量：转矩系数——传动部件扭矩：推力系数——机组气动载荷：功率P——转矩M——推力S——取参考力Fst:5、风力机的葛劳渥特理论——二维动量(1)风力机的能量损失余速损失——下游一定存在风速。叶型损失——绕流桨叶时的阻力损失。叶尖损失——叶尖处离心力作用下，由叶盆向叶背的涡流。旋转损失——根涡、柱面涡及附着涡，以旋转损失最大，其中又以根涡损失为主。5、风力机的葛劳渥特理论——二维动量(1)风力机的能量损失：叶尖损失5、风力机的葛劳渥特理论——二维动量(1)风力机的能量损失：旋转损失5、风力机的葛劳渥特理论——二维动量(1)风力机的能量损失(2)Glauert(葛劳渥特)二维动量模型引入轴向诱导因子：引入切向诱导因子：1）考虑风力机的旋转损失:切向诱导因子；2）动量矩定理：动量矩变化=外力矩；3）转矩与功率关系：功率=转矩*旋转角速度；4）结合风轮扫掠面积和叶尖速比：获得功率系数、转矩系数及推力系数等。