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叶尖小翼对风力机气动性能的影响分析

论文摘要

叶片作为风能捕获装置,其气动性能决定着风力机的风能利用效率。为有效提升风力机在低风速条件下的风能捕获能力,借鉴飞机在机翼翼尖添加小翼提升气动性能的设计理念,对风力机叶片叶尖添加后掠L型叶尖小翼,并采用标准的k-ε湍流模型对加装小翼叶片和原型叶片在不同风速条件下进行3维流场的数值模拟研究。结果表明:与原型叶片相比,后掠L型叶尖小翼对通过叶尖区域的气流有导流作用,改善了叶尖气流的流动形态,使通过叶尖的气流变得平缓流畅,有效减小了叶尖处的诱导阻力,阻断了叶尖处吸力面的气流分离,减小了叶尖涡;叶尖小翼改变了叶尖区域的压力分布,加大了叶尖部位上下压力面的压差,提升了0.975～0.99倍叶片长度处的叶片转矩,风力机出力变大;加装后掠L型小翼后,风力机的轴向推力增加0.46%～0.81%,增幅较小,而风力机组发电效率提升约3.4%～4.2%,增幅明显。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 计算模型
  • 2 数值计算方法
  •   2.1 k-ε湍流模型
  •   2.2 网格划分与无关性验证
  • 3 数值计算结果分析
  •   3.1 添加叶尖小翼后叶尖区域的流场特征
  •     3.1.1 叶尖区域速度矢量分布
  •     3.1.2 叶尖吸力面表面流线图
  •   3.2 添加小翼前后叶尖部位压力分布与力矩变化
  •     3.2.1 叶尖区域压力分布
  •     3.2.2 叶片叶尖力矩变化曲线
  •   3.3 风力机总体性能
  •     3.3.1 转轮轴向推力
  •     3.3.2 风力机功率
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陶维翔

    关键词: 风力机,叶尖小翼,流场分析,气动性能

    来源: 分布式能源 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 大唐新疆清洁能源有限公司

    分类号: TM315

    DOI: 10.16513/j.cnki.10-1427/tk.2019.02.007

    页码: 47-52

    总页数: 6

    文件大小: 4634K

    下载量: 149

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/62f3cc74c599c84af5dd169f.html