IllustrationLOGO風(fēng)能模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)夸汣ONTENTS實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1實(shí)驗(yàn)要求02實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟03原理分析04實(shí)驗(yàn)記錄05實(shí)驗(yàn)?zāi)康腛NELOGOPART011、了解影響風(fēng)輪吸收功率的因素；2、了解風(fēng)功率系數(shù)Cp及貝茲理論；3、了解葉尖速比概念；通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)生可了解風(fēng)力機(jī)的基本工作原理，了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)第一環(huán)節(jié)中風(fēng)力機(jī)吸收自然界風(fēng)能的基本理論，并了解影響風(fēng)力機(jī)吸收風(fēng)能的幾個重要因素。為風(fēng)力發(fā)電后續(xù)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。InputTitle實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)要求TWOLOGOPART011、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀第一章、第二章節(jié)內(nèi)容，確保實(shí)驗(yàn)過程的安全操作及安全防范；2、參閱第三章中的有關(guān)內(nèi)容；3、參閱《風(fēng)電機(jī)組發(fā)電運(yùn)行與檢修實(shí)驗(yàn)臺（SH-G-G）電氣圖紙》；4、學(xué)生動手操作前應(yīng)征得實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的同意后方可動手操作；5、本實(shí)驗(yàn)屬于操作類實(shí)驗(yàn)，操作前確保設(shè)備無異物，確保人員與設(shè)備之間的安全距離。6、遵守操作步驟，認(rèn)證記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。7、確保拖動電機(jī)及發(fā)電機(jī)鏈接完好，同時確保拖動平臺前不要站人LOGOTHREE實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟PART011、檢查設(shè)備電源，確保設(shè)備處于供電狀態(tài)；2、檢查液壓裝置是否鏈接完整；3、將電器柜側(cè)面的QS22.2開關(guān)轉(zhuǎn)至on，通電后面板紅色電源指示燈常亮；4、在HIM中進(jìn)行登陸。選擇用戶admin，密碼1；5、進(jìn)入“機(jī)組狀態(tài)”界面中觀察如下圖1所示上端紅色區(qū)域的內(nèi)容，確定當(dāng)前為手動模式（顯示深灰色“自動控制選擇”表示為手動模式）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟6、點(diǎn)擊主界面按鈕，返回至主界面，進(jìn)入“機(jī)組操作”，點(diǎn)擊“原動機(jī)啟動”按鈕，同需要給拖動電機(jī)設(shè)定一個速度值。7、操作后再次返回“機(jī)組狀態(tài)”界面觀察下端紅色“其他參數(shù)”中的相關(guān)參數(shù)并且進(jìn)行記錄實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識及原理1.影響風(fēng)輪吸收功率的因素1)風(fēng)輪功率計(jì)算公式推導(dǎo)當(dāng)風(fēng)速以v的速度吹向風(fēng)輪，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，設(shè)所選擇的風(fēng)輪其掃略面積為A,空氣密度為ρ，時間為1s中流向風(fēng)輪的空氣所具有的動能為：Nv=12mv2=12ρAV?v2=12ρAv3（1.1）若風(fēng)輪半徑為R,則由公式（1.1）得：Nv==12ρAv3=12ρAv3=π2ρR2v3（1.2）公式（1.2）為理想狀態(tài)下風(fēng)輪捕獲風(fēng)能的表達(dá)式，但在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，這些風(fēng)能不可能全部被風(fēng)輪所捕獲而轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，設(shè)風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能由風(fēng)輪軸輸出的功率為N，并稱為風(fēng)輪功率，它與NV之比，稱為風(fēng)輪的功率系數(shù)（或風(fēng)能利用系數(shù)），用CP示，即：Cp=NNv=Nπ2ρR2v3（1.3）即：N=π2ρR2v3Cp(1.4)由公式（1.4）得知：由公式（1.4）得知：?風(fēng)輪功率與風(fēng)輪直徑的平方成正比；?風(fēng)輪功率與風(fēng)速的立方成正比；?風(fēng)輪功率與風(fēng)輪的葉片數(shù)目無直接關(guān)系；?風(fēng)輪功率與風(fēng)輪功率系數(shù)成正比；因此，當(dāng)風(fēng)輪大小、工作風(fēng)速一定時，盡可能提高Cp值，以增大風(fēng)輪的功率，是設(shè)計(jì)人員追求的主要目標(biāo)之一。2)貝茨理論貝茨理論：假設(shè)風(fēng)輪是理想的，也就是說沒有輪轂，葉片數(shù)無窮多，流過的風(fēng)沒有摩擦損失，是個理想的轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過推導(dǎo)，Cp為：Cpmax=0.593(1.5)即理論上風(fēng)輪可捕獲風(fēng)能為59.3%，但在實(shí)際中是達(dá)不到此值，一般Cp值可取為0.2-0.5。3)葉尖速比旋轉(zhuǎn)著的風(fēng)輪葉片的葉尖速度與吹向風(fēng)輪的風(fēng)速之比，用λ表示,其公式為：λ=ωRv（1.6）式（1.6）中，R為風(fēng)輪半徑；ω為吹向風(fēng)輪的風(fēng)速。2.功率-轉(zhuǎn)速特性曲線已知N=π2ρR2v3Cp和Cp=f(λ)，當(dāng)風(fēng)輪在一定風(fēng)速下運(yùn)行時v、ρ、R均為常數(shù)，則N是Cp函數(shù)，而Cp是λ函數(shù)，λ又是反映轉(zhuǎn)速n的大小，故可以得出N=f(λ)關(guān)系。注：Cp=f(λ)推導(dǎo)可參見葉片設(shè)計(jì)中相