新型风力机研究论文

新型风力机讨论论文 1 扩散体技术 美 国 的 航 天 巨 头 Grumman 空 间 公 司 （ 现 在 的NorthropGrumman 公司）花费了 8 年时间开发扩散体技术并拥有扩散体增强型风力机技术的专利。它进行了扩散体流体动力学的详细分析，并使用一 5m 的模型在风洞中证实了分析结果。扩散体位于风力机转子的下游，其作用就象一个机翼，在转子后部产生低压部位。这种”抽吸效应”有效地使转子周围的风速成倍增加。常规的风力机只能有效地利用转子周围风速的 60%左右。示出了扩散体的流态。 扩散体经济性的关键在于以最低成本获得最大的尺寸。风洞讨论表明在 45 度扩散体结构中，内壁附面流可由两级风槽射流所维持。在该原型中，扩散体的总尺寸进一步减少，通过采纳总长与出口直径比为 30%的弧形结构，环罩硬度增强。使已选择的设计以最低的材料用量获得了最大的扩散体尺寸。 Vortec 能源有限公司获得了 NorthropGrumman 公司颁发的拥有扩散体技术、为期 20 年的全球专利权及此后 20 年专利更新权的许可证。NorthropGrumman 公司保留了它们自己内部使用扩散体增强技术而不用于风能商业市场的权利。KennethForeman,原Grumman 空间公司讨论小组的领导者，为 VortecEnergy 公司的技术咨询，Vortec 能源有限公司获得了 Grumman 空间公司讨论小组 8 年讨论的所有记录、试验报告及专利。 2 材料技术 Grumman 空间讨论小组在开发扩散体增强技术中所遇到的一个问题是商业规模风力机材料必须具有强度高、寿命长、成本低的特点。曾对铝、玻璃纤维、钢和传统钢筋混凝土进行过评估和核算，但都不能满足风力机经济开发的要求。在所有评估的材料中，最可取的是钢筋混凝土，但使用传统的钢筋混凝土，扩散体尺寸使风力机额定出力只能达到 70kW。由于机组规模太小无法对扩散体增强技术进行商业开发。 新西兰在使用钢筋混凝土建造水塔和远洋快艇之类设备方面有悠久历史。在此基础上，结构工程师 Alexander 和 Associates在 20 年中开发了一种新型的产品-高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土这种新材料的抗弯强度是低碳钢的 3 倍，基本上不需要维修。这种新材料可以经济地建造较大的扩散体，从而使风力机有足够的出力和常规风力机相竞争。 原型机转子直径为 7m，高度为 17m，最高出力为 1MW。将要建设的两台机组使用 20m 直径的转子，高 52m，出力为3MW。 扩散体使用两层 3m×1m×30mm 的高强钢丝纤维加强的钢筋混凝土...