棉秆起拔力的影响因素与试验研究

为了探讨棉秆直径、土壤条件(土壤含水率与土壤坚实度)、棉秆起拔角度对棉秆起拔力的影响,设计了一种简易棉秆起拔力测量装置并在田间对棉秆进行了起拔阻力测试试验。以棉秆直径、土壤条件为影响因素对棉秆起拔力分别进行单因素试验分析,并在单因素试验的基础上,采用二因素三水平正交试验方法,研究分析了棉秆起拔角度、土壤环境条件对棉秆起拔力的影响。试验结果表明:棉秆起拔力随着棉秆直径的增大而增大,并呈正线性相关关系;棉秆起拔角度、土壤条件对棉秆起拔力影响显著,主次顺序为棉秆起拔角度、土壤条件;试验条件下最佳起拔角度为30°,最佳土壤条件为土壤含水率16.8%、土壤坚实度330kPa。该研究为棉秆收获机械的设计及其作业时间提供了参考,有利于减少功率消耗及提高棉花秸秆的收获效率。

2.5MW直驱永磁风力发电机温度场的耦合研究

以一台2.5MW直驱永磁风力发电机为例,根据发电机本体冷却结构及传热方式,建立计算流体力学的流体与固体耦合温度场三维传热模型,运用有限体积法对发电机全域温度场及流体场进行求解计算,并分析关键因素参数变化规律。通过分区域温度监测实验,验证计算方法的准确性。得出了2.5MW直驱永磁风力发电机内部温升分布规律及冷却流体流动特性,分析了发电机内主要散热途径及传热特性,并验证了分区域温度监测方法的正确性及强制风冷冷却的局限性。

永磁风力发电机散热装置的设计与试验

针对目前风力发电上广泛应用的永磁风力发电机存在温升高、散热难的问题,设计了一种新型散热装置,确定了热交换器与散热器组合结构形式以及内外循环隔离换热的散热方法。提出了以西门子PLC为核心的控制方法、操作模式、运行方式;确定了散热装置整体以及各关键部件的结构尺寸、运行参数,并进行了样机制造与安装。最后以一台2.5 MW直驱永磁风力发电机组风力发电机为例,选取4种环境温度在发电机满发功率时对样机进行试验,验证了散热装置对发电机的散热效果及其设计与分析的正确性,得出散热装置能满足永磁风力发电机日常降温、散热要求的结论。

风力机叶片三维建模与压力载荷分析

利用profili软件和solid works建立2.5 MW风力机风轮三维模型,并将三维模型导入CFX中进行模型的流固耦合下流场风轮和叶片变形分析,得到流场域风轮表面压力和叶片表面压力载荷变化的有限元分析结果。结果表明:风轮表面压力迎风面大于背风面,形成压力差使得风轮旋转,背风面压力最大值出现在叶片上边缘区域。额定风速下叶片表面压力非线性分布,中间区域压力值最大,靠近叶片前缘区叶片震荡越大。额定风速和转速下叶片表面压力出现类似线性分布,叶尖到叶根呈现梯度分布状态,最大压力出现在叶尖部位。