兩葉片水平軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)

2MW-10型兩葉片水平軸風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)參數(shù)2氣動(dòng)設(shè)計(jì)3性能曲線4主要零部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)額定功率2MW額定風(fēng)速10m/s切入風(fēng)速3.5m/s

切出風(fēng)速25m/s極限風(fēng)速60m/s風(fēng)場(chǎng)大氣壓85.8kpa平均氣溫15℃葉片數(shù)2風(fēng)輪直徑104m數(shù)據(jù)計(jì)算空氣密度風(fēng)輪直徑葉尖速比計(jì)算馬赫數(shù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速等分葉片計(jì)算過渡段各截面周速比翼型選擇NACA63---412NACA63---415NACA63---418程序迭代確定控制方式編寫流程圖進(jìn)行編程迭代

輸出結(jié)果氣動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法

本次設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)量—葉素理論與擴(kuò)展的Glauert漩渦方法相結(jié)合，既考慮到了軸向和周向誘導(dǎo)，也考慮到了葉尖和葉根損失，并對(duì)其進(jìn)行了修正，擴(kuò)展的Glauert漩渦方法利用數(shù)值法得到軸向和周向誘導(dǎo)因子，并充分考慮了葉片各個(gè)部位的能量損失情況，從而可以設(shè)計(jì)出氣動(dòng)性能更好的葉片，使氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)因素都得到優(yōu)化。數(shù)據(jù)計(jì)算1.空氣密度ρ=1.038kg/m32風(fēng)輪直徑D=104m3.葉尖速比λγ=84.馬赫數(shù)Ma=0.25.風(fēng)輪轉(zhuǎn)速n=14.7r/min6.輪轂半徑r=2m

過渡段r0=7.8m

等風(fēng)葉片等分為21段每段長(zhǎng)2.2m7.各截面周速比λ1=0.851λ2=1.091λ3=1.331λ4=1.571λ4=1.571λ5=1.81λ6=2.05λ7=2.29λ8=2.53λ9=2.77λ10=3.01λ11=3.25λ12=3.49λ13=3.73λ14=3.97λ15=4.21λ16=2.53λ17=4.69λ18=4.93λ19=5.17λ20=5.41λ21=5.671

NACA63-412最優(yōu)攻角α=4.25Clmax=1.3192Cdmax=0.11779NACA63-415最優(yōu)攻角α=5.25Clmax=1.4429Cdmax=0.1103NACA63-418最優(yōu)攻角α=6.5Clmax=1.4052Cdmax=0.10182翼型選擇

翼型選擇要考慮升阻比高，時(shí)速平緩，壓力中心隨迎角變化小，相對(duì)厚度滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力要求，工藝性好，此次設(shè)計(jì)選擇的NACA翼型是最具有代表性的低速航空翼型，特點(diǎn)是使翼型上的最低壓力點(diǎn)后移，以增加層流附面層的長(zhǎng)度，降低翼型的摩擦阻力。NACA63-412NACA63-415NACA63-418

各翼型的擬合曲線控制方式此次設(shè)計(jì)由于是大型風(fēng)力機(jī)，所以采用變速變槳的控制方式，其原理是當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)通過調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)速來選用最優(yōu)葉尖速比，進(jìn)而使CP達(dá)到最優(yōu)，從而使輸出功率達(dá)到額定功率，當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)或部分葉片安裝角，減小攻角從而減小升力系數(shù)，以達(dá)到控制功率輸出的目的。流程圖如下程序迭代程序輸出結(jié)果如下性能曲線圖如下氣動(dòng)外形圖主軸塔筒偏航系統(tǒng)主要零部件塔筒高度、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、法蘭設(shè)計(jì)、塔筒壁厚、軸的載荷計(jì)算、軸的扭矩強(qiáng)度校核、軸承選擇、聯(lián)軸器設(shè)計(jì)選擇偏航軸承選擇、制動(dòng)器塔筒

塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要承載結(jié)構(gòu)，要承受機(jī)艙的重量、風(fēng)輪作用以及風(fēng)作用在塔筒上的彎矩、剪力、轉(zhuǎn)矩等的作用，還要承受風(fēng)輪引起的振動(dòng)載荷。本次設(shè)計(jì)塔筒的結(jié)構(gòu)采用錐筒式。塔架包括塔筒和塔門等。本次設(shè)計(jì)選擇錐形鋼制管狀塔架，錐形塔架通常由一系列成對(duì)的金屬板卷成兩個(gè)豎直焊縫連接的半錐臺(tái)制造。錐臺(tái)高度由于設(shè)備能力的有限一般為2-3m，在此次設(shè)計(jì)中錐臺(tái)高度選擇2.5m。塔筒設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1.塔筒高100m2.塔架結(jié)構(gòu)

下段：10%H=10m

中下段：25%H=25m

中上段：25%H=25m

上段：40%H=40m3.強(qiáng)度計(jì)算：塔筒的根部強(qiáng)度分析是確定塔架整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。4.法蘭設(shè)計(jì)

底部法蘭:內(nèi)徑Φ4m螺栓中心線內(nèi)徑Φ4.1m螺栓選取120XM36法蘭三:內(nèi)徑Φ3.699m螺栓中心線內(nèi)徑Φ3.799m外徑Φ=3.899m螺栓選取100XM36法蘭二:內(nèi)徑Φ3.525m螺栓中心線內(nèi)徑Φ3.585m外徑Φ=3.645m

螺栓選取90XM36法蘭一:內(nèi)徑Φ3.272m螺栓中心線內(nèi)徑Φ3.332m外徑Φ=3.392m

螺栓選取80XM36頂部法蘭：內(nèi)徑Φ2.895m螺栓中心線內(nèi)徑Φ2.955m外徑Φ=3.015m

螺栓選取56XM365.塔筒壁厚：設(shè)計(jì)塔筒最厚處為40mm，向塔頂依次減少至20mm

塔頂一段鋼板厚30mm主軸

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸連接風(fēng)輪和齒輪箱，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中重要部件，主軸結(jié)構(gòu)安全性和合理性將影響整機(jī)性能，以下是對(duì)于主軸的設(shè)計(jì)。1.軸的載荷計(jì)算:低速軸軸徑Dl=415mm高速軸軸徑DH=110mm2.軸的強(qiáng)度校核：扭轉(zhuǎn)角ψ<[ψ]3.主軸軸承：雙列圓錐滾子軸承4.聯(lián)軸器：低速軸與與齒輪箱連接擇凸緣聯(lián)軸器高速軸與與發(fā)電機(jī)連接選擇彈性聯(lián)軸器5.增速齒輪箱：選用行星齒輪箱6.發(fā)電機(jī):選用額定轉(zhuǎn)速為750r/min雙饋異步發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)1.軸承選擇：偏航變槳軸承須承受很大的傾覆力矩，對(duì)滾道的處理、游隙的控制有較高的要求，因此選取“零游隙”雙排四點(diǎn)接觸球式。2.制動(dòng)器：液壓鉗盤式制動(dòng)器

主要功能是跟蹤風(fēng)向，偏航由四個(gè)帶電磁制動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作，及時(shí)糾正對(duì)風(fēng)誤差。偏航過程中，電機(jī)電磁制動(dòng)配合偏航制動(dòng)器制動(dòng)，迅速定位，使偏航動(dòng)作準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)，偏航動(dòng)作平穩(wěn)，減小沖擊，提高了可靠性。設(shè)計(jì)總結(jié)1.本次設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)外形進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且使其滿足在額定風(fēng)速下達(dá)到額定功率2MW，風(fēng)能利用系數(shù)不低于0.48的要求。2.本次設(shè)計(jì)對(duì)塔架、主軸、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、風(fēng)輪等系統(tǒng)按要求進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并畫出了相應(yīng)部件圖和裝配圖。

謝謝評(píng)委老師！單擊此處添加段落文字內(nèi)容文字內(nèi)容文字內(nèi)容內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容單擊此處添加段落文字內(nèi)容GrowthStartJump200820072006200520042003200220012000

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