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《多拍攝窗口風輪近尾跡子午面葉尖渦測試》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中國工程熱物理學會熱機氣動熱力學學術會議論文編號：102024多拍攝窗口風輪近尾跡子午面葉尖渦測試1,211,21,21汪建文由志剛高志鷹東雪青于海鵬（1.內蒙古工業(yè)大學能源與動力工程學院呼和浩特010051；2.內蒙古自治區(qū)可再生能源實驗室）(Tel:0471-6576714,Email:wangjw@imut.edu.cn)摘要：采用PIV測試技術對三葉片水平軸風力機近尾跡流場進行測試。受拍攝面積的限制，將近尾跡流場分為兩個拍攝窗口，實驗數(shù)據統(tǒng)一到同一坐標系下，研究近尾跡整體的流動細節(jié)。通過速度場分析發(fā)現(xiàn)，隨著葉尖渦
2、向風輪下游的演化過程中，葉尖渦波動強烈。來流經風輪后，風輪吸收部分能量，轉換為機械能，另一部分能量則集中在風輪后方的尾流。來流通過風輪后，軸向動量較之來流減少，而風輪旋轉誘導切向速度使旋轉動量增加，下游的渦流半徑增大。針對同一子午面分析，尖速比的變化影響葉尖渦的形成及變化趨勢，由于風輪的不穩(wěn)定性及三只葉片產生尾跡的相互干擾，實際流場葉尖渦渦核中心連線呈1/4橢圓狀，并不呈線性，但同近尾跡理想模型近似，在一定條件下可以表示近尾跡的輪廓。對于不同尖速比，不同子午面，尖速比越大，葉尖渦徑向位移越大，渦流的誘導效應區(qū)域越大。關鍵
3、詞：水平軸風力機；近尾跡；PIV測試；葉尖渦0引言期成熟起來的先進測量技術，可以實現(xiàn)瞬[4][5][6]給定來流，無論是靜止或旋轉的風時場的測量。Grant及Dobrev等人采輪，都將產生葉尖渦。葉尖渦在風力機空用PIV技術對風輪的近尾跡結構進行了研氣動力學中起著重要作用，葉片上脫落的究，得到了近尾跡結構的一些定性結果。葉尖渦是流動阻力、氣動噪聲、不穩(wěn)定產本文在水平軸風力機葉尖渦流動的PIV測[7][1]試基礎上，向下游拓寬研究區(qū)域，采用生的主要源泉。而近尾跡結構特征是水平軸風力機空氣動力學性能預測和分析PIV技術，在5
4、個尖速比下，對水平軸風[2]力機流場進行測試，探尋葉尖渦隨尖速比的基礎。早期，對于水平軸風力機空氣動力學研究，普遍采用經驗性尾跡模型進和不同子午面內演化的過程，為風力機尾行簡化和假設，如葉片葉素——動量理論跡模型的修正和CFD數(shù)值計算提供參考。（BEMT），其中并未涉及葉尖附近局部流1實驗方案動變化細節(jié)。為了揭示風力機的尾跡結1.1實驗設備[3]構，Mast等使用熱線測速儀，進行風洞實驗是在內蒙古工業(yè)大學、內蒙古自實驗，此方法只能獲得某一點研究區(qū)域的治區(qū)可再生能源重點實驗室的B1/K2直瞬時場，很難獲得葉尖渦的宏觀流動細
5、式低速風洞開口段進行的，開口實驗段的節(jié)。近年來，研究者大多采用粒子圖像測直徑為2.04m，風速由數(shù)字變頻器調節(jié)，速技術（ParticleImageVelocimetry）對流場進行測試，PIV技術是九十年代后期成風速調節(jié)范圍是0-20m/s。實驗針對風輪基金項目：國家自然科學基金資助項目（No.50976047），教育部博士點基金（No.20091514110001）的直徑為2.04m，風速由數(shù)字變頻器調節(jié)，生的片光源固定，為了采集到待測葉片轉風速調節(jié)范圍是0-20m/s。實驗針對風輪過0o-110o步長10o的12個子
6、午面的流場信息，實驗過程中通過軸編碼器進行控直徑1.4m水平軸三葉片風力機進行研究，制。將待測葉片前緣點位于片光源內的這風力機功率為100W，翼型為NACA4415。信息，實驗過程中通過軸編碼器進行控流場測試采用美國TSI公司生產的PIV系制。將待測葉片前緣點位于片光源內的這統(tǒng)，包括1）BigSky公司生產的雙釹釔鋁一子午面調整到同軸器0o觸發(fā)位置。在每石榴石激光器，最大功率為15Hz，單個一子午面內，分別測試五種不同尖速比?脈沖能量最大120MJ，脈寬3-10ns，激光的流場。受相機的限制，圖像采集最大面束的波長范圍5
7、45-780nm；2）圖像采集使積為300×225mm，為了得到近尾跡整體的信息，需要將近尾跡區(qū)域分為2個窗口進用PowerView?2MP自/互相關CCD相#行拍攝，1平面延伸到風輪上游，拍攝面機，分辨率為1600×1200像素，相機前#的尺寸為250×190mm，而2平面根據課題加12位防強光保護鏡頭，采集速度16幀組前期實驗得到渦流的走勢，沿徑向方/s；3）示蹤粒子由ROSCO公司生產的1700#向，向上移動2mm,軸向方向與1窗口重疊大型煙霧發(fā)生器提供，粒徑約為1~2μm；2mm（如圖1所示）。4）LaserPu
8、lse?同步器能夠實現(xiàn)外部脈沖2結果與分析信號對采集系統(tǒng)的同步觸發(fā)，而這個脈沖實驗在?=4.5、5、5.5、6、6.5五個信號由OMRONE6B2-CWZ6C軸編碼器尖速比的工況下，對不同子午面的流場進和同軸器在風輪旋轉時提供。通過調節(jié)電行測試，每個子午面拍攝多組相互關圖阻型負載可以控制風輪轉速，并采用像。將得到原始
