水平轴风力机的空气动力学与风力发电原理.pptxVIP

风能是一种取之不尽、用之不竭、;可以预见，人类在利用矿物能源、;风是跟地面大致平行的空气流动，;在气象学上，一般把垂直方向的大;太阳对地球表面不均衡地加热，造;由于地球表面轴线相对于太阳的倾;在赤道附近，地球所吸收的太阳能;在北半球，地球自西向东的自转，;空气倾向于在北纬30°偏北一点;信风指在赤道两边的低层大气中，;在赤道的南方，地球的自转将向南;图1地球大气环流;由于陆地的比热比海洋小，所以白;在夜间，其风向恰恰相反，因为陆;图2海陆风形成的原因;在多山地区也会出现类似的地方性;图3山谷风形成的原因;风是一种矢量，它通常用风向与风;风向是由风吹来的方向确定。如果;观测陆地上的风向，一般采用16;图4风向的16个方位”N—;风速要用风速仪测量。它表示单位;前者可以用风速仪在极短时间（0;风速在一天之中都在发生变化。地;风速在一年四季都在发生变化。一;风速频率，又称风速的重复性，它;风特性自然界的风是很复杂的，对;每个地方的风特性可用风玫瑰图表;图5风玫瑰图;例如，西北方向的风，全年占11;图6为能量玫瑰图。这个图是从1;图6能量密度玫瑰;在地球表面100—6000米的;图7三个高度的风速——时;图7表示在15、30和100m;图8不同高度的速度——时间;图8表示在十个不同高度上一天以;在图8每条曲线上，计算出平均值;图9风速剖面;风速剖面的形状与三个因素有关：;地面高度（m）图10地表上;我国幅员辽阔，地形十分复杂。局;水平轴风力机空气动力学为了学习;假设将受影响的空气与那些没有经;图11风力机吸收能量的流管;如果没有空气横穿边界面，那么对;风力机的存在导致上游剖面接近风;当空气经过风轮圆盘时显然有静压;最终，为了保持平衡，下游远端尾;贝茨理论的建立，是假定风轮是“;设风轮前方的风速为,;01风吹到叶片上所做的功是将风;图12贝茨（Betz）理论;于是风单位时间作用在叶片上的;风轮所接受的功率为;因此，风作用在风轮叶片上的力F;风速是给定的，的大小取决;求Nmax得令=0.5;而正是风速为;将吸收能量转化为可用能量的方式;叶片扫过形成一个圆盘，依靠叶片;发电机对旋转速度恒???的气流施加;风轮旋转工作时，流场并不是简单;一种是由于气流流经旋转的风轮，;正因为涡流的存在，流场中轴向和;图13风轮的涡流系统;在顺翼展的方向，作用于风轮叶片;由于在接近圆盘的地方无旋转气流;叶素理论的研究是将叶片沿展向分;图14翼型在气流中的受力分;叶素-动量定理的基本假定是：作;实际上，轴流诱导因数很少是相同;当风吹过风力机时，风轮就会旋转;图15简单风力提水装置;无标题;图17作用在叶片上的力;图18叶片翼型上压力分布;图19翼型的升力、阻力曲线;风轮的性能指标2019输出功;风的动能与速度的平方成正比。当;风轮输出功率可以利用下面的公式;风力机能够从自然风中得到的能量;图20几种典型风轮的效率;表示风力机性能的数值称为T.S;风力发电机通过叶片捕获风能，将;风力机风轮从风中吸收的功率：式;另设转矩系数;Cl和Cd随攻角的变化升力系;翼型的弯度加大后，导致上、下弧;翼型厚度增加后，其影响与弯度类;埃菲尔极线为了便于研究问题，;把风能转化成机械化能是由风力机;风力机空气动力学的基本概念叶;lANθMiθα图22叶片;翼型的尖尾点B为后缘，圆头上A;下面考虑风吹过叶片时所受的空气;高压低压图24翼剖面上的合;式中：—空气密度，k;这个力可以分解为两个分力：垂直;和可用下式表示：和;翼剖面的升力系数和阻力系数随攻;图25翼剖面的升力系数随攻;图26翼剖面的阻力系数随攻;风轮空气动力学的几何定义01首;在半径r处的叶片截面：叶片与直;图27在半径r处的叶片截面;风轮叶片在半径处的一个基本;图29翼型参数关系;在设计风轮叶片时，必须事先选择;控制系统是风电机组安全运行的大;图30变速变距风电机组控制;主控制器主要完成机组运行逻辑控;桨距调节器主要完成叶片节距调节;功率控制器主要完成变速恒频控制;小范围内的抑制功率波动，由功率