垂直軸風(fēng)力機原理與設(shè)計

內(nèi)容概要

全球化石燃料儲備的枯竭與日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，使得人們不
得不重點發(fā)展適宜生態(tài)環(huán)境的可再生替代能源。 過去幾年間，風(fēng)能利用以50％的增長率快速發(fā)展，使之成為世
界上增長速度最快的替代能源，并依靠其巨大的良性環(huán)境效應(yīng)挖掘 出經(jīng)濟潛力。水平軸風(fēng)力機(HAwT)和垂直軸風(fēng)力機(VAwT)的
應(yīng)用，為將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能或機械能提供了切實可行的途徑?！洞怪陛S風(fēng) 力機原理與設(shè)計(精)》(作者伊恩·帕拉斯基沃尤)
基于達里厄概念著重論述了垂直軸風(fēng)力機的氣動設(shè)計與性能，同時 也通過水平軸風(fēng)力機與垂直軸風(fēng)力機之間的比較，討論了風(fēng)能作為
替代能源之一的未來發(fā)展趨勢及其社會經(jīng)濟與環(huán)境效益。 《垂直軸風(fēng)力機原理與設(shè)計(精)》非常適合機械與航空工程領(lǐng)域?qū)W生
、專業(yè)工程師、大學(xué)教 授，以及政府與行業(yè)部門的研究人員參考，同時也適合涉及風(fēng)力機
設(shè)計與風(fēng)能開發(fā)理論、計算和實驗方法的研究人員參考和使用。

書籍目錄

第1章 風(fēng)能
1.1 風(fēng)定義及特點l
1.2 風(fēng)力機
1.3 風(fēng)能利用
1.3.1 并網(wǎng)發(fā)電廠
1.3.2 分散式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
1.3.3 遠(yuǎn)程單機系統(tǒng)
1.4 風(fēng)能發(fā)展的優(yōu)勢及局限
1.5 風(fēng)能發(fā)展概覽
1.6 世界風(fēng)能發(fā)展
1.7 風(fēng)能成本
1.8 風(fēng)能社會成本
1.8.1 減少污染氣體排放
1.8.2 減緩全球氣候變化ll
參考文獻
第2章 垂直軸風(fēng)力機發(fā)展?fàn)顩r
2.1 Madaras轉(zhuǎn)子設(shè)想
2.2 薩沃紐斯垂直軸風(fēng)力機
2.2.1 數(shù)學(xué)模型
2.2.2 實驗研究
2.3 阻力驅(qū)動裝置
2.4 升力驅(qū)動裝置
2.5 Giromill風(fēng)力機
2.6 側(cè)風(fēng)軸裝置渦流模型
2.7 氣動特性
參考文獻
第3章 達里厄風(fēng)力機概念
3.1 引言
3.2 達里厄轉(zhuǎn)子幾何結(jié)構(gòu)
3.2.1 懸鏈線型葉片
3.2.2 拋物型葉片
3.2.3 Troposkien葉片
3.2.4 Troposkien曲線修正型葉片
3.2.5 Sandia型葉片
3.3 結(jié)果與討論
參考文獻
第4章 氣動性能計算模型
4.1 單流管模型
4.1.1 氣動性能
4.1.2 單流管模型與實驗比較
4.2 多流管模型
4.3 渦流模型
4.3.1 自由尾跡渦模型
4.3.2 固定尾渦模型
4.3.3 渦流模型與實驗比較
4.4 高速升力線模型
4.5 局部環(huán)流模型
參考文獻
第5章 非定?？諝鈩恿W(xué)cFD模型
5.1 引言
5.1.1 動態(tài)失速現(xiàn)象
5.1.2 動態(tài)失速數(shù)值模擬
5.2 數(shù)值計算方案
5.2.1 控制方程
5.2.2 邊界條件9l
5.2.3 有限單元離散
5.2.4 單元影響矩陣
5.2.5 牛頓線性化
5.2.6 算法96
5.3 湍流模型
5.3.1 Cebeci—Smith模型
5.3.2 Joh otrKing模型
5.4 結(jié)果與討論
5.4.1 測試案例
5.4.2 達里厄運動翼型
5.4.3 流場結(jié)構(gòu)
5.4.4 氣動特性
5.4.5 討論
5.5 結(jié)論與建議
參考文獻
第5章 附錄
A-5.1 動量方程變換
A-5.2 壓力單值條件
A-5.3 氣動力系數(shù)計算
第6章 雙致動盤多流管——實用設(shè)計模型
6.1 雙致動盤理論
6.2 雙致新盤動量理論
6.3 葉素理論
6.3.1 翼型氣動特性
6.3.2 阻力和側(cè)向力系數(shù)
6.4 這里厄風(fēng)力機雙致動盤多流管模型
6.4.1 氣動模型
6.4.2 二次效應(yīng)對迭里厄轉(zhuǎn)子氣動特性的影響
6.4.3 流管膨脹模型
6.5 包含動態(tài)失速效應(yīng)的達里厄風(fēng)力機氣動特性分析
6.5.1 概述
6.5.2 動態(tài)失速模型
6.6 湍流風(fēng)況下的達里厄轉(zhuǎn)子氣動性能
6.6.1 氣動分析
6.6.2 風(fēng)模型
6.7 其他計算代碼的預(yù)測效果比較
6.7.1 氣動性能
6.7.2 與動量模型有關(guān)的結(jié)構(gòu)力
6.8 達里厄轉(zhuǎn)子的葉尖與有限展弦比效應(yīng)
6.8.1 葉尖與有限展弦比效應(yīng)
6.8.2 結(jié)果與討論
6.9 SNL翼型VAWTs性能預(yù)測
6.10 CARDAAV軟件21l
6.10.1 轉(zhuǎn)子幾何定義
6.10.2 運行工況
6.10.3 控制參數(shù)
6.10.4 結(jié)果
參考文獻
第7章 氣動載荷及性能測試
7.1 水槽實驗
7.1.1 Texas Tech大學(xué)水槽實驗
7.1.2 達里厄風(fēng)力機動態(tài)失速的水槽實驗Z
7.1.3 黏性流動模型(VFFVAT)
7.2 風(fēng)力機風(fēng)洞實驗
7.2.1 加拿大國家研究委員會風(fēng)洞測試
7，2.2 Sandia國家實驗室風(fēng)力機研究
7.2.3 達里厄轉(zhuǎn)子氣動載荷的計算值與實驗值比較
7.3 達里厄風(fēng)機戶外測試
7.3.1 Sandia 5 rrl研究用風(fēng)力機
7.3.2 NRCHydro-Quebec Magdalen Islands 24 m研究用風(fēng)力機
7.3.3 NRCDAF 6.1 m風(fēng)力機研究
7.3.4 Lavalin Eole(64 m)研究用風(fēng)力機
7.3.5 先鋒I g-(15 m)懸臂式研究用風(fēng)力機(荷蘭)
7.3.6 Sandia 17m研究用風(fēng)力機
7.4 商用風(fēng)力機樣機
7.4.1 DOE 100 kw(17 m)達里厄風(fēng)力機
7.4.2 FloWindl7m和19171商用風(fēng)力機
7.4.3 lndal Technologies 50 kW(11.2 m)和6 400500
kW(24m)風(fēng)力機
7.5 達里厄風(fēng)力機力矩的測量與計算
7.5.1 簡介
7.5.2 測量與數(shù)據(jù)簡化
7，5.3 氣動力矩的計算
7.5.4 氣動力矩的測量和預(yù)測
參考文獻
第8章 達里厄風(fēng)力機創(chuàng)新型氣動裝置
8.1 自然層流翼型與變截面葉片
8.2 氣動制動器
8.3 渦流發(fā)生器
8.4 泵致阻尼
8.5 前束角效果
8.6 葉片彎度
8.7 葉片粗糙度(污漬)、結(jié)冰和寄生阻力影響
8.7.1 葉片粗糙度影響
8.7.2 結(jié)冰影響
8.7.3 寄生阻力影響
參考文獻
第9章 達里厄風(fēng)力機設(shè)計發(fā)展趨勢
9.1 風(fēng)力機設(shè)計參數(shù)
9.1.1 掃掠面積
9.1.2 轉(zhuǎn)子展弦比
9.1.3 葉片翼型
9.1.4 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
9.1.5 轉(zhuǎn)子實度
9.1.6 葉片材料及結(jié)構(gòu)
9.1.7 達里厄轉(zhuǎn)子中心支柱
9.1.8 水平支柱
9.1.9 拉索
9.1.10 懸臂式達里厄轉(zhuǎn)子
9.1.11 剎車裝置類型和位置
9.1.12 變速箱
9.1.13 傳動機構(gòu)
9.1.14 電動機發(fā)電機
9.1.15 變速
9.2 迭里厄風(fēng)力機設(shè)計
9.2.1 達里厄風(fēng)力機設(shè)計要點
9.2.2 未來可選設(shè)計
9.3 水平軸與垂直軸風(fēng)力機比較
9.3.1 水平軸風(fēng)力機與垂直軸風(fēng)力機技術(shù)方面的比較
9.3.2 垂直軸風(fēng)力機的可行性
參考文獻
第10章 風(fēng)能可接受性及其環(huán)境社會因素
10.1 引言
10.2 環(huán)境方面
10.2.1 人類環(huán)境方面
10.2.2 自然環(huán)境方面
10.2.3 風(fēng)力機運行對環(huán)境的影響
10.3 氣體排放：風(fēng)能和其他能源
10.4 不同國家公眾態(tài)度
10.5 社會影響
10.6 風(fēng)能與傳統(tǒng)能源
參考文獻
附錄A 對稱翼型空氣動力學(xué)特性
附錄B 加拿大與全球風(fēng)能產(chǎn)量
附錄C 全球風(fēng)能網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)址

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