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风力机尾迹流


葛劳渥旋涡理论
旋涡理论考虑了叶尖、轮毂处叶素后缘旋涡的存在,随 着叶片数的减少,旋涡引起的损失增加,这也是影响风 轮性能的因素。 由于叶片的长度是有限的,在风轮每个叶片的后缘气流 中存在旋涡,它由靠近轮毂和叶尖处两个旋涡组成。风 轮旋转时,通过叶尖的旋涡呈螺旋状,并且各后缘旋涡 自身也呈螺旋形。与叶尖后缘气流一样,叶片轮毂后缘 的螺旋状气流也将自己的影响施加于其他叶片轮毂处后 缘。

旋涡系诱导速度又可以看做是以下三个独立的旋涡所诱导速 度的合成 1)以风轮轴线为中心的旋涡,其环量 z ( Γ 为附着在各叶片上旋涡的环量, 为叶片数) 2)附着在各叶片上的旋涡 3)从各叶片叶尖流出的螺旋状旋涡

Γ = zΓ

2、翼型受力 分析
环流的存在 导致了叶片的 工作。 工作。

F—翼叶上受的气动力,与翼弦AB垂直; 翼叶上受的气动力,与翼弦AB垂直; AB垂直 作用在风轮旋转平面上升力; FL—作用在风轮旋转平面上升力; 作用在垂直风轮旋转平面上阻力。 FD—作用在垂直风轮旋转平面上阻力。

起动涡
——起动过程完结, 起动过程完结,
翼型匀速前进

后驻点O 移至后缘点B时 后缘绕流分离形成的涡脱离翼面流向下游, 后驻点 1移至后缘点 时,后缘绕流分离形成的涡脱离翼面流向下游, 形成起动涡,后缘处上下翼面流动平顺汇合流向下游。 形成起动涡,后缘处上下翼面流动平顺汇合流向下游。

数值模拟结果

风洞LPV实验结果 风洞LPV实验结果

大型风机的 叶尖涡

风力机尾迹流剖面图

尾迹流全剖面示意图

图3-56 尾流效应示意图 1-风速廓线;2-湍流强度

作为一条指导原则,风电场布置风电机组时,在盛 行风向上要求机组间相隔5~9倍风轮直径,在垂直 于盛行风向上要求机组间相隔3~5倍风轮直径。在 多排布置时应呈梅花型排列

图3-55 风电机组梅花型排列 1-列距:3~5倍风轮直径;2-连接电网;3主风向;4-行距:5~9倍风轮直径;5-变压器



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