兩葉片水平軸風力機設計

2MW-10型兩葉片水平軸風力機設計1設計參數(shù)2氣動設計3性能曲線4主要零部件機構設計5設計總結設計參數(shù)額定功率2MW額定風速10m/s切入風速3.5m/s

切出風速25m/s極限風速60m/s風場大氣壓85.8kpa平均氣溫15℃葉片數(shù)2風輪直徑104m數(shù)據計算空氣密度風輪直徑葉尖速比計算馬赫數(shù)風輪轉速等分葉片計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行編程迭代

輸出結果氣動設計設計方法

本次設計采用的是動量—葉素理論與擴展的Glauert漩渦方法相結合，既考慮到了軸向和周向誘導，也考慮到了葉尖和葉根損失，并對其進行了修正，擴展的Glauert漩渦方法利用數(shù)值法得到軸向和周向誘導因子，并充分考慮了葉片各個部位的能量損失情況，從而可以設計出氣動性能更好的葉片，使氣動與結構因素都得到優(yōu)化。數(shù)據計算1.空氣密度ρ=1.038kg/m32風輪直徑D=104m3.葉尖速比λγ=84.馬赫數(shù)Ma=0.25.風輪轉速n=14.7r/min6.輪轂半徑r=2m

過渡段r0=7.8m

等風葉片等分為21段每段長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，時速平緩，壓力中心隨迎角變化小，相對厚度滿足結構設計和受力要求，工藝性好，此次設計選擇的NACA翼型是最具有代表性的低速航空翼型，特點是使翼型上的最低壓力點后移，以增加層流附面層的長度，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計由于是大型風力機，所以采用變速變槳的控制方式，其原理是當風速小于額定風速時通過調整風輪轉速來選用最優(yōu)葉尖速比，進而使CP達到最優(yōu)，從而使輸出功率達到額定功率，當風速大于額定風速時通過轉動整個或部分葉片安裝角，減小攻角從而減小升力系數(shù)，以達到控制功率輸出的目的。流程圖如下程序迭代程序輸出結果如下性能曲線圖如下氣動外形圖主軸塔筒偏航系統(tǒng)主要零部件塔筒高度、結構、基礎、法蘭設計、塔筒壁厚、軸的載荷計算、軸的扭矩強度校核、軸承選擇、聯(lián)軸器設計選擇偏航軸承選擇、制動器塔筒

塔架是風力發(fā)電機組主要承載結構，要承受機艙的重量、風輪作用以及風作用在塔筒上的彎矩、剪力、轉矩等的作用，還要承受風輪引起的振動載荷。本次設計塔筒的結構采用錐筒式。塔架包括塔筒和塔門等。本次設計選擇錐形鋼制管狀塔架，錐形塔架通常由一系列成對的金屬板卷成兩個豎直焊縫連接的半錐臺制造。錐臺高度由于設備能力的有限一般為2-3m，在此次設計中錐臺高度選擇2.5m。塔筒設計數(shù)據1.塔筒高100m2.塔架結構

下段：10%H=10m

中下段：25%H=25m

中上段：25%H=25m

上段：40%H=40m3.強度計算：塔筒的根部強度分析是確定塔架整體結構的基礎設計依據。4.法蘭設計

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

螺栓選取90XM36法蘭一:內徑Φ3.272m螺栓中心線內徑Φ3.332m外徑Φ=3.392m

螺栓選取80XM36頂部法蘭：內徑Φ2.895m螺栓中心線內徑Φ2.955m外徑Φ=3.015m

螺栓選取56XM365.塔筒壁厚：設計塔筒最厚處為40mm，向塔頂依次減少至20mm

塔頂一段鋼板厚30mm主軸

風力發(fā)電機組主軸連接風輪和齒輪箱，是風力發(fā)電機組中重要部件，主軸結構安全性和合理性將影響整機性能，以下是對于主軸的設計。1.軸的載荷計算:低速軸軸徑Dl=415mm高速軸軸徑DH=110mm2.軸的強度校核：扭轉角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:選用額定轉速為750r/min雙饋異步發(fā)電機偏航系統(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”雙排四點接觸球式。2.制動器：液壓鉗盤式制動器

主要功能是跟蹤風向，偏航由四個帶電磁制動的電機驅動齒輪機構完成動作，及時糾正對風誤差。偏航過程中，電機電磁制動配合偏航制動器制動，迅速定位，使偏航動作準確對風，偏航動作平穩(wěn)，減小沖擊，提高了可靠性。設計總結1.本次設計對風力機氣動外形進行了設計，并且使其滿足在額定風速下達到額定功率2MW，風能利用系數(shù)不低于0.48的要求。2.本次設計對塔架、主軸、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、風輪等系統(tǒng)按要求進行了系統(tǒng)設計，并畫出了相應部件圖和裝配圖。

謝謝評委老師！單擊此處添加段落文字內容文字內容文字內容內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容單擊此處添加段落文字內容GrowthStartJump200820072006200520042003200220012000

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