基于叶素理论及 CFD 的中扬程风力提水机的 低实度高效风轮设计

为了降低风力提水机的起动风速,解决传统风力提水机多叶片大实度、风能利用系数低的缺点,采用叶素理论对风力提水机叶片的气动外形进行设计,引入了修正因子,并根据工程实际优化了叶片的弦长以及安装角;采用CFD方法对风轮进行数值模拟,通过分析证明所设计的风力提水机能在2.5m/s的微风下起动,在额定工况下风能利用系数高达0.46,叶片具有很好的三维流动特性,气流流动稳定无脱流,具有中扬程、低实度、低风速起动进行提水作业的优点,扩大了风能的利用范围。     

基于结构化网格的风力提水机叶片三维数值分析及试验研究

采用FLUENT软件对设计的具有航空翼型的带扭转角的风力提水机叶片进行了结构化网格数值模拟分析。计算结果表明,所设计的低实度风轮风力提水机能在2.8 m/s的轻风下起动,叶片三维流动特性良好。在额定工况下叶片气流未出现明显分离现象,最大风能利用系数可达0.43,较传统的风力提水机的风能利用率提高22.8%。最后通过小型开口低速风洞的叶片物理模型试验进一步验证了数值模拟的可靠性。     

风力机叶片气动性能设计研究

在风力机组叶片的设计参数中,弦长、扭角和主要翼型沿叶片展向的安放位置对叶片的气动性能有着极其重要的影响。基于动量叶素理论,考虑叶片损失、推力修正和叶片厚度、宽度对叶素攻角的改变等因素,编写了风力机气动性能计算程序。发展了基于遗传算法,以叶片弦长、扭角和主要翼型沿叶片展向安放位置作为变量,以风能资源利用系数最大化为目标的风力机叶片气动性能设计方法。并给出算例,得到一种风能利用系数为0.480 7的风力机叶片,证明了该方法的可行性。     

某雷达站风能动力提水研究

风能是一种取之不尽用之不竭的优质、卫生的可再生能源,风力提水技术是风能利用的一个重要方面。以某雷达站风能动力提水工程为例,介绍风力提水可行性、风力提水机的选择、供水方案以及各设计参数的确定。实践证明,风力提水具有显著的经济效益、生态效益和社会效益。     

风力提水技术

介绍了我国风力提水的现状及不同的风力机机型适用的条件和范围，提出了风力提水在我国推广的必要性和可行性。并对风力提水机在不同的使用条件下可取得的经济效益进行了分析。     

FTD—5.2风力提水发电机通过部级鉴定

FTD——5.2型风力提水发电机是由水电部长春机械研究所设计,新疆水利机械厂试制的。于1986年9月20～22日在新疆通过了部级鉴定。该机主要用于解决偏远地区生活、生产用水用电问题。机上设有畜力提水装置,保证在无风的情况下,正常进行提水作业。该机成功地解决了将风能转变为机械能进行提水和同时将风能转变为电能进行发电的问题,并具有调速、调向、蓄     

新型风力提水灌溉系统在果园灌溉中的应用研究

<正>利用风能提水进行节水型农业灌溉,省水节能,是缺电和水资源贫乏的偏远山区解决农作物灌溉的一种有效措施和方法。辽宁省水利部门组织开展研究,将新型风力提水灌溉系统与高效节水灌溉技术有机结合,应用于坡耕地的果园灌溉示范区中,增产、节电效益显著。工程自建成投入使用至今已2年,新型风力提水灌溉     

双向超低扬程泵装置流动数值模拟

针对可用于双向抽水的一种新型双向超低扬程泵装置,基于CFX软件对泵装置进行三维流动数值模拟,分析了泵装置的内部流动特性,并对泵装置的整体性能作出了预测。计算结果表明:在设计工况(流量Q=4.8m~3/s)与大流量工况(流量Q=5.4m~3/s)下,叶轮进口断面流速均匀度达到90%左右,叶轮进口断面流态良好,足以保证水泵的性能,扩散导叶出口断面流线较为平顺,扩散导叶对水流速度环量的回收较好。泵装置进水水力损失较小,出水水力损失较大。该装置在设计工况(流量Q=4.8m~3/s)下的效率最高,达到71.09%,对应的扬程为1.345m,泵装置高效区运行的流量范围较大。新型双向超低扬程泵装置在自流引排水且实际扬程很低的沿江滨湖地区,是一种可取的方案。     

基于CFX的离心泵内部流场三维数值模拟

基于三维不可压缩流体的N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用隐式修正SIMPLE算法,利用CFX软件,对离心泵装置进行全流场三维数值模拟,共计算额定转速下30～80 m3/h流量范围内8个工况点。对比分析小流量工况、设计工况和大流量工况下泵装置流态和压力分布,并分析叶片表面静压,揭示内部流动规律,所得结果对预测水力性能,提高水泵效率及进一步结构优化具有重要的参考价值。     

超声波流量计在泵站单位电量提水量率定中的应用实践

为了准确测算平原河网提水灌区的毛灌溉用水量和灌溉水有效利用系数,需要对灌溉泵站常水位下的单位电量提水量进行率定。采用超声波流量计测定水泵流量,同时观测水泵在同一时段内的用电量,通过计算水泵实际功率获得泵站单位电量的提水量。结果表明,水泵实测流量均小于额定流量,超声波流量计与断面流速法观测到的水泵流量接近,可以用于水泵流量的率定。超声波流量计快捷方便,具有一定精度,是泵站单位电量提水量率定的一种可行方法。     

风力离心泵提水机组的试验研究

我国研制的风力离心泵提水机组由一台垂直轴三叶片可变几何型风车（ Ｃｐ ＝ ０－３５ ，λ＝ ２－４）和一台低速立式离心泵（ 额定转速５００ｒ／ｍｉｎ ，额定流量４０ ｍ３／ｈ，额定扬程６ ｍ） 以三角皮带联接组成．现场试验和生产考核证明机组有良好的匹配特性和运行状况．此种机组流量大，扬程适中，在灌溉等方面有广阔的应用前景     

流动空气压差比拟与风电叶片翼型线确定理论的探讨

翼型是风电叶片设计的关键元素,对风电叶片的气动性能、风能转化和利用率都有重要影响。因此,翼型研究一直是风电叶片研究的热点和难点。论文深入分析了流动空气与风电叶片的相互作用,提出了用空气重力比拟其流动前后压差产生的动力的概念,建立了流动空气沿风电叶片流动的能量转化关系,以此为基础推导出了风电叶片翼型线理论公式,并用Xfoil软件对比分析了翼型线理论公式确定的新翼型和BRUXEL36翼型,发现在-2°~6°攻角条件下,新翼型具有较高升阻比,其中在攻角为3°时,新翼型升阻比高出BRUXEL36翼型25左右。论文研究为流动空气与风电叶片相互作用理论及风电叶片翼型线理论的发展提供了新尝试和重要借鉴。     

新型H型叶片潮流能水轮机不同翼型水动力性能分析

为了探究垂直轴潮流能水轮机转轮叶片翼型对其水动力性能的影响,在保持水轮机密实度相同的条件下,采用Fluent软件对4种不同翼型的H型直叶片潮流能水轮机进行了三维流场非定长数值模拟。通过4种H型叶片翼型对转轮动力扭矩特性和水能利用系数的影响,分析了潮流能水轮机水动力性能。结果表明,NACA0015翼型的水轮机单叶片动力扭矩最大值明显高于其他3种翼型;而整体转轮扭矩最大值取决于其不同的来流速度等运行工况。从整体上看,不对称翼型NACA4415的水轮机水能利用效率优于其他3种翼型。本研究为新型潮流水轮机的设计和翼型的选择应用提供了依据。     

风电机组风轮表面气流摩擦阻力特性研究

风轮在旋转的过程中,风轮获取的风能中需要消耗一部分来克服空气阻力,因此,叶片的设计中应充分考虑空气摩擦对设计的影响。结合1.2 MW风电机组叶片设计参数,应用黏性流体边界层理论,分析空气与风电叶片之间的相互作用及叶片受到的摩擦阻力,建立了叶片表面摩擦阻力计算模型,得到在摩擦力作用下,输出同样功率需要用弦长来补偿的结论,进一步修正了叶片弦长设计理论~([1])。最后通过Fluent仿真,分析气流摩擦阻力对叶片出力的影响,并与Glauert设计方法和Wilson设计方法进行对比,结果表明:在考虑摩擦力后弦长增加,且在不高于9 m/s的风速下原弦长和桨距角设计理论比Glauert理论和Wilson理论具有更高的功率和风能利用率。     

展向翼型分布对风力机性能的影响研究

风力机叶片是由其展向不同位置且相对厚度不同的翼型积迭而成,展向翼型的分布影响风力机叶片的性能。为此,本文选取 8 种相对厚度不同的 NACA24 系列翼型,在考虑叶尖和轮毂损失的情况下,基于 MATLAB 程序计算各段的弦长扭角,利用 Qblade 软件模拟三种不同额定功率（300W、1.5MW、5MW）的水平轴风力机叶片,旨在研究不同额定功率下,展向翼型分布对风力机性能的影响。结果表明：随着风力机叶片展向翼型数量的增加,相同额定功率下,风力机叶片输出功率的数值逐渐增大,输出功率的增量逐渐减小;不同额定功率下,风力机展向翼型数量的增量相同时,随着额定功率的增大,输出功率的增加值占比逐渐减小。研究可为风力机叶片设计理论的发展提供借鉴。     

垂直轴流体动能转换装置

介绍了可再生流体动能能源及垂直轴风力机的利用现状,分析了垂直轴流体动能转换装置的特点和开发利用价值,针对该装置高效率、低成本的特征,为其在绿色能源开发利用中的前景进行了展望。     

不同风速谱激励下的风力发电机塔架风致响应及风振系数研究

为研究不同风速谱激励下,风力发电机塔架的风致响应,建立某兆瓦级风力发电机一体化有限元模型,基于经典随机振动理论对其进行风荷载作用下随机振动分析.得到了几种典型风速谱激励下风力发电机塔架位移响应功率谱密度.分析了不同风速谱激励对风力发电机风致脉动响应影响.根据Davenport峰因子取值法,讨论了不同保证率下的峰因子对风...     

风力发电机无张力灌注桩基础数值分析

无张力灌注桩基础是一种新型的风机基础型式,特别适用于湿陷性黄土的地质条件,相对于传统基础,优化了结构型式、降低了造价。结合红寺堡风电场风机基础设计,通过有限元分析的方法,建立无张力灌注桩风机基础的有限元分析模型,对极端工况下基础的应力、位移、地基应力与沉降等进行了计算分析,为完善风机基础结构设计提供了依据,可供同类地质条件下风机基础结构的优化设计参考借鉴。