风力机叶片气动载荷的实验测量.docx

风力机叶片气动载荷的实验测量.docx第27章风力机叶片气动载荷的实验测量实验目的和要求风力发电机是通过风轮叶片汲取风能,将机械能转化为电能的装置。风轮叶片是风力发电机能量转化的关键动力部件,其气动性能是风力机最为关键的设计参数之一。因此,设计良好气动性能的叶片I•分重要。该实验的H的就是掌握表征风力机性能的各项参数;学握风能利用系数各项的含义。并利用空气动力学理论知识,学会设计气动性能优良的风力机翼型叶片并进行气动性能测试。,最主要的分类方法有两种:按照风力机风轮转轴与风向的位置分为水平轴与垂直轴风力机;按照风力机叶片的工作原理分为升力型和阻力型风力机。水平轴升力型风力机是主流机型。影响风力机空气动力特性的儿何参数如下:1) 叶片参数叶片参数包括叶片翼型、叶片长度、叶片面积、叶片扭角。风力机叶片翼型及叶片气动外形的设计理论是决定风力机功率特性和气动载荷特性的根本因素。2) 风轮参数风轮参数包括叶片数、风轮直径、风轮中心高、风轮扫掠面积、风轮锥角、风轮仰角、风轮偏航角、风轮实度等。风轮参数的设计影响到风力机输出转矩、风轮功率等。,并将其转换成机械能,再由风轮轴将它输送出去。风力机的基本工作原理是利用空气流经风轮叶片产生的升力或阻力推动叶片转动,将风能转化为机械能。评价风力机的性能参数主要有风能利丿IJ系数(功率系数)、力矩系数、推力系数和尖速比等。1)风能利用系数当风速为V吹向风轮时,它所具冇的功率为:1 0 1 qE-—mv2=—pAv' (27-1)22式中:E-某风速时风所具有的功率;加-空气质量流量;旷风速;°-空气密度;A-风伦扫掠面积。这些能赧不可能全被风伦所捕获而转化为机械能。风力机实际可获得的功率P与最大可获得的功率EZ比称为风能利用系数(功率系数)=—= (27-2)E1人3pAv'2式中:C”-功率系数;P-风力机实际获得的功率。2)力矩系数使风力机旋转的转矩(旋转力),称为力矩M,Cm称为力矩系数,力矩系数是衡量在风所产生的旋转力中,风力机到底能从中获得多少可以作为力矩来利用的性能评价指标,有如下公式:— (27-3)-pAv2R2式中:(?耐-风伦旋转的力矩系数;M-风伦力矩;R-风伦半径。3)推力系数风向后推风力机的力称为推力卩,C?•为推力系数,推力系数是衡量在由风所产牛的力中有多少是作为将风力机向后推的推力来作用的性能评价指标,有如下公式:(27-4)式中:-推力系数;卩-风向后推风力机的力。4)戢大风能利用系数利用流体力学的基木理论可以推导出升力型风力机能够从风屮获得的理论最人功率系数=,,又称贝茨极限。这说明风力机从风中"mux所获得能量的最高效率不会超过60%。,系统主要由风力机、,包括风轮、传动装置(增速齿轮箱)、做功装査(发电机)、控制系统(调速机构、风向标及控制器)、蓄能装置(蓄电池)、塔架,以及附属装置等,。风力机型号为NE300型,额定功率:300W,额定电压:24V。控制器型号为SSWC-06-1224-TA,