我正与风能行业一起迅速发展,风能的装机容量继续增长,但是不可避免的是工业发展过程会引起一些问题。如,早期的风能制冷仓库受到设计和制造技术的影响,风能开发市场竞争激烈,冷库和零部件短缺,一些在它们之间被选中。电场的类型,微观位置和设计之间存在一定程度的偏差。过数年的运营,这些风电场逐渐显示出发电量不足,设备可靠性高以及风能制冷机组可用性低的现象。果,这些风电场设备的技术改造,特别是能源效率的提高,是风电场运营商关注的问题。片的空气动力学特性是决定风冷存储单元优缺点的主要问题之一。叶片的有限长度旋转时,由于尖端的压力表面与吸力表面之间的压力差,压力表面的气流绕过了尖端端面并进入吸力表面,形成复杂的三维流,同时产生高强度的尖端涡旋。端涡旋是降低叶片效率,增加疲劳载荷和增加尖端噪声的主要原因之一。片利用风能的效率的提高是风力涡轮机蓄冷装置技术改造中的重要技术步骤。据流体动力学原理,设计在风轮机冷库叶片端部安装一些装置,可以有效保持叶尖的二维流动特性,减少端部涡流的影响,从而提高叶片效率相应地增加了冷风储能单元的输出功率。文着重研究内,外部风力涡轮机冷库机组防护翼提升技术研究的分类和研究成果,并提出其他技术开发指南。期以来,人们一直在尝试研究通过修改飞机翼尖的几何形状来降低感应阻力的有效方法。1970年代,美国惠特科姆航天局(Whitcomb)受到飞鸟翼尖小翼的启发。翼安装在飞机机翼的末端,可将感应阻力降低20%。省7%的燃油。后的研究表明,使用非平面翼尖可以更好地减少感应阻力,包括翼尖板,翼尖叶片,小翼,等等1976年,荷兰代尔夫特理工大学的Van Holten借鉴了飞机机翼升力的研究结果,首次提出了增加叶片位于风力涡轮机冷藏室的顶端。后,荷兰的代尔夫特理工大学和美国的Aero Vironment联合开展了对风力涡轮机制冷装置的翼尖翼的研究。际上,Aero Vironment提出的Aero Vironment小翼已用于水平轴冷藏存储单元,并增加了风能制冷单元的功率输出。本三重大学清水新茂教授领导的实验小组还对不同的鳍片模型进行了实验研究,并获得了不同黎明末速比下的功率放大系数曲线。成功开发了尾鳍。是三重V根据实验风能存储单元的风洞测试结果,当叶片端速比为4时,可以增加风能存储单元的功率当使用小翼米氏型时,风能利用率(功率因数)Cp为27%。
达0.45。叶片尖端速度比为5时,使用Mie小翼后,实验性冷库的功率可以提高17%。外,根据测试结果,当叶片叶尖速比大于8时,小米氏小翼可以有效地提高冷储能单元的功率因数。自丹麦技术大学Riso实验室的Jeppe Johansen将数值流体动力学(CFD)应用于MW级风力涡轮机当前空气动力学特性的数值分析,以便对涡轮机的空气动力学特性进行数值分析。近机翼的风力涡轮机的冷藏单元的叶片。过调整小翼的四个主要形状参数,分析了风能利用系数和风蓄冷器推力的参数。析结果表明,在现有的冷风轮机存储单元上安装侧向散热片可以将风能利用率从约1.0%提高到2.8%,而推力另外约1.2%至3.6%。斯康星州密尔沃基大学的Alka Gupta还将流体动力学应用于流体,以分析倾斜角度和鳍片高度的风叶利用率。20m处将末端小翼安装在存储单元的排放侧。况变化。析结果表明,叶尖小翼可以将叶片风能的利用系数从2%提高到20%。45°倾斜的小翼比垂直小翼具有更高的功率(后掠角为90°)。外,功率的增加随着鳍的高度而增加。所研究的四种形式的小翼中,倾斜角为45°且叶片翼长为4%时,叶片的风能利用率可以以20%的速度提高20%。速为19 m / s。麦VESTAS的KBGodsk还对风力涡轮机的冷室机翼尖端进行了大量研究:对于标准风力涡轮机单元,当速度变化时,将针对不同的J翼扩展计算风能平均风速为8.5 m / s。库机组理论风速的年平均能量输出。径为1%的小翼使年发电量增加0.9%,2%的小翼使年发电量增加1.5%,4%的小翼使年发电量增加能量为2.4%。速在5 m / s至11 m / s之间时,效果尤为明显。为对于较低的风速,径向风运动的影响是有限的。着端翼的高度增加,能量产生的增加趋于增加,但是受到机械构造和叶片施加在叶片的翼端部分上的力的限制。导致了翅片高度的实际上限。大约是风力涡轮机半径的5%。国西门子公司的Soren Hjort对带尖小翼的SWT2.3-93冷库机组的性能进行了CFD数值分析,结果表明叶片长46.2 m叶片中风速为10 m / s。襟翼方向上增加2.5米高的机翼后,叶片的风能利用率提高了2.6%,冷库安装然后又提高了1.1%。图1所示,Detong Enercon已将尾翼成功应用于E33-330,E48-800和更高型号的风能存储单元,由于散热片的广泛使用,从叶和根的设计来看,用于风力涡轮机的E33模块叶片的风能利用系数可以达到0.56,非常接近贝兹极限0.593。
项研究领域的国家研究始于1990年代,内蒙古工业大学的王建文教授将FLUENT流体计算软件应用于内蒙古存储单元空气动力学特性的数值计算。力涡轮机和小翼很冷。种与低速风洞实验的结合还可以对风力涡轮机的蓄冷装置的叶片和小翼进行初步分析。实验上,冷库的风能Cp的利用系数的变化规律以及小机翼对机组扭矩,转速和功率输出的影响探索了不同齿轮比的冷藏库。析结果表明,与无风制冷储能单元相比,小翼制冷储能单元的能量输出增加了3%至80%。京航空航天大学钱光光教授利用动态流体计算方法对基于发动机的水平轴概念冷库的空气动力特性进行了数值模拟研究。开口端的布置进行了分析,并使用自由涡旋唤醒方法验证了分析结果。于NREL实验性风冷存储单元的第六阶段,研究了合理配置的裂尖翅片之间的相互作用,以改善单元的流分离和整体空气动力学特性。风速下的风冷库。设轴向推力没有显着增加,以风能利用系数形式给出的空气动力效率就大大提高了:在20 m / s时,可以提高约30%与原始设计相比。
据A / P型冷藏库获得的实验结果,三重尾翼的上游部分几乎没有对V型或S型翼梢小翼对黎明功率系数的影响,S形翼梢小翼要好些。ie小翼翼与翼梢尖端长度的比值是一个参数非常重要:增加Mie小翼下游部分的小翼长度可以增加叶片的功率因数,但是提升效果是非线性的,Mie的类型很小。翼的外倾角α和β非常重要:最佳外倾角为α= 15°和β= 20°,轮功率也受机翼安装角Y的影响。重之翼。v = 0°时,车轮的功率最大。着Y增加,涡轮机功率减小,而风力涡轮机的蓄冷单元的最佳峰值速度比的增加减小了涡轮机的功率因数的最大值。明时分,因为在高速比时,粘性阻力的损失增加。
似于应用小翼,风能存储单元的叶片可配备有扫掠小翼,以提高发电性能。掠小翼的形状参数如图3所示。能存储单元的翼尖翼向下游倾斜(低压侧)时)的气流,鳍片的高度受风力涡轮机叶片和塔架之间的空间限制,通常允许使用在气流的上游(侧高压)弯曲的鳍片空气。究表明,带有弧形机翼末端的风能的冷存储集团的能源生产性能优于弧形机翼风力设备,其具有以下特点:当机翼的倾斜角度降低时,叶片的功率系数增加;角的角度对叶片功率的影响很小:机翼直径越小,叶片功率因数越大,叶片扭转角越小增加刀片的功率;另外,叶片功率的增加随着机翼高度的增加而增加。
经证明,基于具有20 m的轮径的风力涡轮机的实验性冷库,使用CFD分析来计算增强叶片功率的效果。决于风速和小翼参数(例如,高度为叶片长度的4%)。斜的机翼可以在风速为19 m / s的情况下将叶片效率提高20%。图1所示,基于多片式机翼的概念的开口端小翼的基本形状很小。4.由于采用了分叉末端形式的空气动力学特性,一些小翼重新分配了最初集中在末端附近的涡流。开尖端的布置使得靠近尾流区域附近的旋涡芯附近的旋涡的极值比原始叶片的极端值低得多,因此有效地减弱了下游的集中旋涡感应。一方面,通过正确地布置翅片,可以在叶片的端部区域中以适中和高风速获得前缘的附加吸力,这使得可以获得更高的空气动力学效率。据CFD研究,车轮直径为10 m的实验性20 kW风能存储单元(NRELPHASE VI风能存储单元)被开式尖端结构取代由三个独立的散热片组成,位于叶片延伸的85%处。个鳍片都没有扭曲,并且每个鳍片的翼尖长度与翼根的长度之比(根比)为0.75,后掠角为45°和前缘到后缘的倾斜角度(上升角)。制是400、200、00。10 m / s到25 m / s的风速范围内,风能冷库的输出扭矩从7%增加到40%。%。20 m / s的风速下,风能利用率可以从27%增加到31%,并且轴向推力系数与原型叶片相比变化不大。
前,叶片端翼起重技术中起重技术的研究和实际应用还处于起步阶段。管对储能单元末端进行了大量的CFD数值分析,并基于模型储能单元进行了风洞试验结果,但仍获得了基础理论研究。库应用实践主要用于高水平或高度可变的风能的冷库。组的应用实践中仍然需要解决一些科学问题,包括风力涡轮机尾翼机翼的未来研究和应用方向,利用风能的效率和改善风系统。制的理论和实践在促进中起着重要作用。冷式机组末端模型的理论空气动力学研究。于许多假设,米氏机翼的现有空气动力学模型已经大大简化,并且仅适用于一种类型的机翼。将理论模型应用于其他类型的端部小翼时,理论分析的某些结论仍然与风洞实验的结果相去甚远。一方面,对风能存储单元末端的鳍片的空气动力效应的分析主要基于分析风力涡轮机末端的机翼状况的经验。机的机翼。于风力涡轮机蓄冷单元涡轮的旋转运动状态以及风能存储单元的叶片的偏航变形,桨距和负载状态,尖端小翼在更复杂的涡旋场中的功率和效率的分析结果仍然非常有限。风储能机组叶片端参数系统优化方法研究。往的研究结果表明,一方面,小翼的形状参数对风力涡轮机的蓄冷装置的功率因数有显着影响,而风轮的最高速度之比冷库对风能的影响也影响着小翼的动力效果。此有必要优化不同风能储能机组在峰值速度比时的峰值叶片参数,通过CFD建模分析和实验测试,可以获得一系列风速曲线。端小翼的效率,即风能存储单元的叶片。计中小翼的选择提供了基线。了优化尖端附件的配置,基于最佳刀片功率因数设计和开发自适应尖端-翅片结构及其控制技术尤为重要。必须详尽考虑小翼产生的附加质量,离心力和空气动力对风力涡轮机蓄冷装置以及发动机的动态特性的影响。翼机构的安全性,稳定性和可靠性。到固定翼飞机用来增加升力和减少阻力的翼尖的启发,锥形鳍片逐渐在冷库机组的风力涡轮机叶片设计中受到关注。究结果表明,风能存储单元的尖端可以有效降低风阻,增大风能存储单元叶片的表面压力差,提高强度。片上的风能,提高了轮的风能利用率,进一步提高了风能。藏存储单元中的电力生产。
本文中,我们分析并总结了对内,外机翼提升技术的研究结果以及研究和技术发展方向,提出了设计方案风能和提高风能存储单元的效率。考。
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