风力机空气动力学 第二版

分类: 图书,工业技术,航空、航天,
作者: (丹)汉森著,肖劲松译
出 版 社: 中国电力出版社
出版时间: 2009-6-1字数:版次: 1页数: 152印刷时间:开本: 16开印次: 1纸张:I S B N : 9787508385723包装: 精装内容简介
风能是一种清洁的可再生能源,风力发电是风能利用的主要形式,也是目前可再生能源中除水能以外技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
风电技术是一项多专业综合集成的高新技术,其中空气动力学是风电技术重要的理论基础。由丹麦科技大学机械工程系流体力学教研室的Martin 0 L Hansen教授撰写的《风力机空气动力学》在2000年2月出了第一版。出版后,受到了读者的欢迎,总计印刷了4次,最近又进行了修改和完善,并于2008年2月推出第二版。
这是一本专门用于风力机空气动力设计和计算的著作,全书内容主要分为两部分:第一部分介绍风轮的基本空气动力学理论,而第二部分介绍如何提高风力机的性能和载荷计算,在极端气候条件下风力机响应特性的评估以及风力机寿命的计算,还包括风力机的特征模态和动态特性分析。
目录
序
译者前言
1风力机简介
1.1简要历史回顾
1.2为什么要使用风电
1.3风资源
2二维空气动力学
2.1升力系数、阻力系数和力矩系数的定义
2.2翼型中使用的边界层理论
3三维空气动力学
3.1流经机翼流动的描述
3.2传统升力线方法的背景
3.3风力机后的旋涡系
4理想风力机的动量理论
4.1一维动量理论
4.2旋转效应以及减少由于尾流旋转引起的损失
5闭式风轮
5.1扩压管扩大的风力机
5.2扩压管扩大的风力机的CFD计算
6经典的叶素动量方法
6.1普朗特叶尖损失因子
6.2α值较大时的葛劳渥特修正
6.3年发电量
6.4范例
7控制/调节和安全系统
7.1失速调节
7.2桨距调节(定转速)
7.3偏航控制
7.4变速
8最优化
8.1什么是最优设计
8.2传统的单点优化
9非定常叶素动量模型
9.1动态尾流模型
9.2动态失速
9.3偏航/倾斜模型
9.4风的确定性模型
10载荷和结构简介
11风力机叶片的梁理论
12风力机的动态结构模型
13风力机上载荷的来源
14风的模拟
15疲劳
16结论
附录A流体力学中的基本方程
附录B基本符号表
书摘插图
1风力机简介
在对风力机技术问题进行详细探讨之前,有必要首先对风能进行简要的介绍。介绍包含两部分内容:第一部分是非常简要的历史回顾,主要解释风电的发展历程;第二部分则是探讨风力机的经济性和设计问题。本部分并不打算对风力机的发展历程作全面的回顾,而是仅仅提及风力机发展过程中的一些重要事件,以及提供一些风电开发过程中的案例。
1.1简要历史回顾
风力可能非常强大,这可以从飓风或者台风经过后直观地体会到。从历史的角度看,人类已经和平地利用了这种风力,而它的最重要的应用恐怕就是在没有发明蒸汽机和内燃机之前,使用风帆驱动船舶航行。风车也已经使用风力来碾磨谷粒或者灌溉抽水,例如在荷兰,使用风力以防止海水淹没地势较低的陆地。在20世纪初,电力得到了应用,当风轮与发电机相连能驱动发电机发电后,风车就逐渐变成了风力机。
世界上首批电网是由直流低压电缆组成,电能的损失很大。因此发电地点与电能用户之间的距离必须尽量近。在农场,小型风力机恰好满足这种要求;而世界上第一个将风车与发电机连接起来的丹麦人Poul La Cour,则为“农业电工”开设了一门这方面的课程。LaCour极具远见的案例是,在他所在的学校安装了世界上第一批风洞之一,以研究风轮的空气动力学问题。然而后来,内燃机和蒸汽机逐渐占据了发电的主导地位,仅仅在两次世界大战期间,由于燃料的匮乏,风电才再一次实实在在地兴旺起来。
……