新能源开发与利用丛书 风力机技术及其设计 作者:Muyiwa Adaramola 出版时间:2018 内容简介 本书旨在介绍一些关于风力机设计的基本原理。在不同的章分别讨论了风力机性能的分析方法、风力机的改善途径、故障诊断以及如何调整风力机在使用中出现的不利因素。本书的内容被分为5个部分:第1部分主要介绍风力机叶片的设计,第2部分对发电机和齿轮系统进行了详细的介绍,第3部分关注于风力机塔架及其基础的问题,第4部分讲述其控制系统,后一部分讨论了一些风力机在环境方面的问题。 目录 译者序 /n 原书前言 /n 第1部分 空气动力学1 /n 第1章 风力机叶片设计2 /n 1.1 简介2 /n 1.2 理论最大效率3 /n 1.3 推动力3 /n 1.4 实际效率5 /n 1.5 水平轴风力机的叶片设计6 /n 1.5.1 叶尖速度比6 /n 1.5.2 叶片的平面形状和数量7 /n 1.5.3 配置9 /n 1.5.4 空气动力学12 /n 1.5.5 扭转角14 /n 1.5.6 非设计工况和功率调节14 /n 1.5.7 智能叶片设计15 /n 1.5.8 叶片形状综述17 /n 1.6 叶片负载17 /n 1.6.1 气动负载18 /n 1.6.2 重力和离心力负载19 /n 1.6.3 结构负载分析19 /n 1.6.4 挥舞弯曲20 /n 1.6.5 摆振弯曲21 /n 1.6.6 疲劳负载22 /n 1.6.7 叶片结构区域22 /n 1.7 总结23 /n 参考文献24 /n /n 第2章 使用聚风环技术的高功率输出风力机27 /n 2.1 简介27 /n 2.2 风力收集加速装置的开发(具有边缘的扩散器护罩,被称为“聚风环”) 28 /n 2.2.1 选择扩散器型结构作为基本形式28 /n 2.2.2 形成涡流的环形板(被称为“边缘”)的思想29 /n 2.2.3 一种具有边缘扩散器护罩的风力机的特性31 /n 2.3 覆盖风力机具有边缘的紧凑型扩散器的开发32 /n 2.3.1 紧凑型聚风环风力机输出性能测试的试验方法33 /n 2.3.2 作为聚风环的紧凑型边缘扩散器形状的选择33 /n 2.3.3 具有紧凑型扩散器聚风环的风力机的输出功率35 /n 2.3.4 现场试验36 /n 2.4 在中国应用5kW风力机为农业灌溉提供稳定的电力37 /n 2.5 有效利用城市海滨的风能38 /n 2.6 总结40 /n 参考文献41 /n 第3章 应用树脂成型工艺对使用复合材料的风力机叶片的生态模制42 /n 3.1 简介42 /n 3.2 生态模制方法43 /n 3.2.1 生态模制的概念43 /n 3.2.2 概率方法的应用44 /n 3.3 叶片结构、材料和机械特性45 /n 3.3.1 三明治结构45 /n 3.3.2 机械特性45 /n 3.3.3 几何结构和尺寸46 /n 3.4 RTM成型工艺47 /n 3.5 渗透性的公式化(达西定律) 48 /n 3.5.1 测量渗透率原理(一维流1D) 48 /n 3.5.2 纵向渗透率与横向渗透率(三维流3D) 48 /n 3.6 结果与讨论51 /n 3.6.1 一个单向层情况下树脂流动行为的仿真51 /n 3.6.2 两个单向层情况下树脂流动行为的仿真52 /n 3.7 总结54 /n 参考文献54 /n 第4章 利用微分进化算法对垂直轴风力机气动外形的优化56 /n 4.1 简介56 /n 4.1.1 可替代能源56 /n 4.1.2 风力机类型56 /n 4.1.3 计算模型57 /n 目 录Ⅺ /n 4.1.4 目标58 /n 4.2 垂直轴风力机的性能58 /n 4.2.1 风速和叶尖速度比58 /n 4.2.2 几何形状确定59 /n 4.2.3 性能预测59 /n 4.3 方法论60 /n 4.3.1 要求60 /n 4.3.2 针对性模块化设计61 /n 4.4 工具箱61 /n 4.4.1 几何外形生成61 /n 4.4.2 网格生成63 /n 4.4.3 求解器65 /n 4.4.4 后处理65 /n 4.4.5 优化66 /n 4.5 结果68 /n 4.5.1 网格依赖性研究68 /n 4.5.2 基线几何形状70 /n 4.5.3 实例1:3参数优化72 /n 4.5.4 实例2:4参数优化77 /n 4.6 总结81 /n 参考文献81 /n 第2部分 发电机与齿轮系统83 /n 第5章 风力发电机中具有辅助绕组的感应电机的性能评估84 /n 5.1 简介84 /n 5.2 风力发电机85 /n 5.3 提出的技术86 /n 5.4 实验结果89 /n 5.5 探讨与总结91 /n 参考文献92 /n 第6章 在风力机齿轮箱中有关疲劳度评估的动态齿轮接触力的时域建模 /n 与分析94 /n 6.1 简介94 /n 6.2 风力机的时域分析95 /n 6.3 齿轮的转矩反向问题98 /n 6.4 时域仿真的统计学不确定性影响102 /n 6.5 简化的齿轮接触疲劳分析106 /n 6.6 总结110 /n 参考文献111
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