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垂直轴风力机
  • 作者:蔡新 高强 潘盼 郭兴文
  • 出版社:中国水利水电出版社
  • 出版日期:2016年02月
  • ISBN:978-7-5170-4101-6
  • 页数:158
优惠价: ¥ 21.00
定价: ¥ 35.00

标签:新能源

图书详情
内容简介

本书是《风力发电工程技术丛书》之一。本书详细介绍了垂直轴风力机的结构体系特点及工作性态,主要内容包括垂直轴风力机空气动力学、结构设计、现代计算方法、新型结构型式、疲劳寿命、运行调控与维护、风场特性等。

本书可供风力发电领域科研、设计、施工及运行管理的工程技术人员阅读参考,也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。

目录
  • 《风力发电工程技术丛书》编委会
  • 前言
  • 第1章 绪论
  • 1.1 风能利用
  • 1.1.1 风能特点
  • 1.风能的优越性
  • 2.风能的弊端
  • 1.1.2 风能利用的主要形式
  • 1.风力提水
  • 2.风帆助航
  • 3.风力制热
  • 4.风力发电
  • 1.2 风力发电技术
  • 1.2.1 风力机类型
  • 1.水平轴风力机
  • 2.垂直轴风力机
  • 1.2.2 风力发电方式
  • 1.2.2.1 离网型风力发电
  • 1.独立运行方式
  • 2.组合运行方式
  • 1.2.2.2 并网型风力发电
  • 1.3 垂直轴风力机的发展
  • 1.3.1 垂直轴风力机分类
  • 1.3.1.1 阻力型风力机
  • 1.Blyth-Rotor型风力机
  • 2.LaFond型风力机
  • 3.Savonius型风力机
  • 4.风杯式风力机
  • 1.3.1.2 升力型风力机
  • 1.Giromill型风力机
  • 2.Gorlov型风力机
  • 3.Darrieus型风力机
  • 1.3.1.3 组合型风力机
  • 1.3.2 垂直轴风力机商用成熟机型
  • 1.3.2.1 Mariah Energy System系列
  • 1.3.2.2 Flowind系列
  • 1.3.2.3 UGE系列
  • 1.3.2.4 WS系列
  • 1.3.3 国外垂直轴风力机的启示
  • 1.3.3.1 小型垂直轴风力机的优势
  • 1.维修保养方面
  • 2.风能利用效率方面
  • 3.与环境的和谐方面
  • 1.3.3.2 国外小型垂直轴风力发电进展对国内厂商的启示
  • 第2章 空气动力学原理及计算方法
  • 2.1 基本气动参数
  • 2.1.1 风能利用率
  • 2.1.2 叶尖速比
  • 2.1.3 启动力矩
  • 2.1.4 运行风速
  • 2.1.5 叶片运动定义
  • 2.2 叶素理论
  • 2.3 动量理论
  • 2.3.1 单流管模型
  • 2.3.2 多流管模型
  • 2.3.2.1 基本假设
  • 2.3.2.2 单流管动量理论的引入
  • 2.3.2.3 叶片受力分析
  • 2.3.2.4 相对速度向量
  • 2.3.2.5 迭代法求解动量方程
  • 2.3.2.6 风轮的功率系数
  • 2.3.3 双制动盘多流管理论
  • 2.4 涡流模型
  • 2.4.1 预定尾涡模型
  • 2.4.2 自由尾迹涡模型
  • 2.5 动态失速模型
  • 2.5.1 Gormont模型
  • 2.5.2 Leishman-Beddoes模型
  • 2.6 计算流体力学
  • 2.6.1 基本控制方程
  • 2.6.1.1 连续性方程
  • 2.6.1.2 动量方程
  • 2.6.1.3 能量方程
  • 2.6.2 湍流模型
  • 2.6.2.1 直接数值模拟
  • 2.6.2.2 雷诺时均数值模拟
  • 1.零方程模式
  • 2.一方程模式
  • 3.两方程模式
  • 4.雷诺应力模式
  • 2.6.2.3 大涡模拟
  • 2.6.3 定解条件
  • 2.6.3.1 初始条件
  • 2.6.3.2 边界条件
  • 1.进口边界条件
  • 2.出口边界条件
  • 3.压力远场边界条件
  • 4.固壁边界条件
  • 5.对称边界条件
  • 6.周期性边界条件
  • 2.6.4 数值离散方法
  • 2.6.4.1 有限差分法
  • 2.6.4.2 有限单元法
  • 2.6.4.3 有限体积法
  • 2.6.4.4 面元法
  • 2.6.5 常用的CFD计算软件
  • 2.6.5.1 FLUENT
  • 2.6.5.2 CFX
  • 2.6.5.3 PHOENICS
  • 2.6.5.4 STAR-CD
  • 2.6.5.5 FIDAP
  • 2.6.5.6 FloEFD
  • 2.6.6 流场网格划分技术
  • 2.6.6.1 几何模型
  • 2.6.6.2 流场网格划分
  • 1.结构化网格生成方法
  • 2.非结构化网格生成方法
  • 2.6.6.3 常用的网格划分软件
  • 1.ICEM
  • 2.GAMBIT
  • 3.Gridgen
  • 4.GridPro
  • 第3章 垂直轴风力机气动特性
  • 3.1 启动性能
  • 3.1.1 几何模型与网格划分
  • 3.1.2 湍流模型
  • 3.1.3 定解条件设置
  • 3.1.4 计算结果与分析
  • 3.2 动态尾流效应
  • 3.2.1 近场尾流效应
  • 3.2.2 远场尾流效应
  • 3.3 动态失速效应
  • 3.4 附加质量效应
  • 3.5 翼型弯度效应
  • 3.6 螺旋式叶片垂直轴风力机气动性能
  • 3.6.1 螺旋式叶片垂直轴风力机
  • 3.6.2 几何模型与网格划分
  • 3.6.3 湍流模型
  • 3.6.4 边界条件
  • 3.6.5 计算结果与分析
  • 3.6.5.1 转矩输出和风能利用率
  • 3.6.5.2 涡量及速度场分布
  • 3.6.5.3 叶片受力特点
  • 第4章 垂直轴风力机结构设计
  • 4.1 结构参数
  • 4.1.1 Savonius型
  • 4.1.2 Darrieus型
  • 4.1.2.1 扫略面积
  • 4.1.2.2 叶片展弦比
  • 4.1.2.3 叶片数
  • 4.1.2.4 翼型
  • 4.1.2.5 实度
  • 4.1.2.6 叶片形状
  • 1.Troposkien线型叶片
  • 2.Sandia线型叶片
  • 3.悬链线型叶片
  • 4.抛物线型叶片
  • 4.2 载荷
  • 4.2.1 载荷分类
  • 1.稳态载荷
  • 2.循环载荷
  • 3.瞬态载荷
  • 4.随机载荷
  • 5.共振激励载荷
  • 4.2.2 载荷来源
  • 1.风轮气动载荷
  • 2.塔架载荷
  • 3.重力载荷
  • 4.离心力载荷
  • 5.尾流效应
  • 6.叶片附冰
  • 7.叶片附雪
  • 4.3 材料
  • 4.3.1 选材原则
  • 4.3.2 传统材料
  • 1.木结构
  • 2.铝合金
  • 3.钢梁玻璃纤维蒙皮
  • 4.高分子复合材料
  • 4.3.3 新型材料
  • 4.4 设计标准
  • 4.4.1 国际电工委员会标准
  • 4.4.2 典型国家风电标准、检测及认证
  • 4.4.2.1 丹麦风电认证体系
  • 4.4.2.2 德国风电认证体系
  • 4.4.2.3 荷兰风电认证体系
  • 4.4.2.4 美国风电认证体系
  • 4.4.2.5 英国风电认证体系
  • 4.4.2.6 印度风电认证体系
  • 4.4.2.7 我国风电认证体系
  • 第5章 垂直轴风力机疲劳寿命
  • 5.1 疲劳特性
  • 5.1.1 疲劳问题
  • 1.叶片的疲劳问题
  • 2.其他零部件的疲劳问题
  • 5.1.2 影响疲劳强度的主要因素
  • 5.1.3 疲劳特性分析方法
  • 1.名义应力法
  • 2.局部应力—应变法
  • 5.2 疲劳寿命分析方法
  • 5.2.1 S—N曲线法
  • 5.2.1.1 幂函数形式
  • 5.2.1.2 指数函数形式
  • 5.2.1.3 三参数函数形式
  • 5.2.1.4 其他S—N曲线表达式
  • 5.2.2 等寿命疲劳分析法
  • 5.2.2.1 平均应力分析法
  • 5.2.2.2 Sa—Sm关系确立
  • 5.2.2.3 等寿命疲劳图(CLD)
  • 5.2.3 疲劳损伤累积理论分析法
  • 5.2.3.1 线性疲劳累积损伤理论
  • 5.2.3.2 非线性疲劳累积损伤理论
  • 5.2.3.3 双线性疲劳累积损伤理论
  • 5.2.4 剩余强度理论
  • 5.3 疲劳载荷谱
  • 5.3.1 WISPER标准载荷谱和衍生谱
  • 5.3.2 其他载荷谱
  • 5.3.3 载荷谱循环计数法
  • 5.3.3.1 单参数计数法
  • 5.3.3.2 双参数计数法
  • 5.3.3.3 单参数计数法和双参数计数法的比较
  • 5.4 抗疲劳设计方法
  • 5.4.1 无限寿命设计法
  • 5.4.2 安全寿命设计法
  • 5.4.3 损伤容限设计法
  • 5.4.4 耐久性设计法
  • 第6章 新型垂直轴风力机
  • 6.1 创新设计理论概述
  • 6.1.1 传统创新方法
  • 6.1.1.1 试错法
  • 6.1.1.2 头脑风暴法
  • 6.1.1.3 列举法
  • 1.缺点列举法
  • 2.希望点列举法
  • 6.1.1.4 设问法
  • 1.和田12法
  • 2.检核表法
  • 3.5W2H法
  • 6.1.1.5 焦点客体法
  • 6.1.1.6 六顶思考帽法
  • 6.1.2 TRIZ创新理论
  • 6.1.2.1 TRIZ适用范围
  • 6.1.2.2 矛盾问题与解决方法
  • 1.39个通用技术参数
  • 2.40条发明原理
  • 3.阿奇舒勒矛盾矩阵
  • 4.四种分离原理
  • 5.分离原理和发明原理之间的对应关系
  • 6.2 新结构专利机型
  • 6.2.1 升阻互补型垂直轴风力机
  • 1.升阻互补型垂直轴风力机Ⅰ
  • 2.升阻互补型垂直轴风力机Ⅱ
  • 6.2.2 新型支撑杆垂直轴风力机
  • 6.2.3 双旋翼垂直轴风力机
  • 6.2.4 磁悬浮垂直轴风力机
  • 6.3 新型垂直轴风力机展望
  • 第7章 垂直轴风力机运行控制与防护
  • 7.1 运行控制技术
  • 7.1.1 电气控制技术
  • 7.1.1.1 发电机调速控制技术
  • 1.调压调速
  • 2.变极调速
  • 3.变频调速
  • 4.电磁调速
  • 7.1.1.2 电力电子变换控制技术
  • 1.电网换相系统
  • 2.自换相变换系统
  • 7.1.2 结构控制技术
  • 7.1.2.1 变桨距控制技术
  • 7.1.2.2 变径控制技术
  • 7.1.2.3 涡流发生器
  • 7.1.2.4 叶片射流技术
  • 7.1.2.5 Gurney襟翼
  • 7.1.3 控制策略
  • 7.1.3.1 理论最大功率
  • 7.1.3.2 最大功率点跟踪(MPPT)控制策略
  • 7.1.3.3 扰动法
  • 7.1.3.4 模糊控制
  • 7.1.3.5 神经网络控制
  • 7.2 垂直轴风力机防护技术
  • 7.2.1 雷击防护
  • 7.2.1.1 雷电的产生及危害
  • 7.2.1.2 雷电防护的原理及方法
  • 1.外部防雷
  • 2.内部防雷
  • 3.电源线路防雷
  • 4.信号线路防雷
  • 7.2.1.3 机械部件防雷
  • 7.2.1.4 电气部件防雷
  • 1.暂态过电压及线路保护
  • 2.雷电流的直接注入及其保护
  • 3.电气设备的防雷保护
  • 7.2.1.5 风力机接地
  • 7.2.2 结冰防护
  • 7.2.2.1 结冰危害
  • 1.叶片表面结冰问题
  • 2.内部零部件脆性断裂问题
  • 3.塔架等部件低温疲劳问题
  • 7.2.2.2 结冰防护措施
  • 1.热能防冰
  • 2.机械除冰
  • 3.溶液防冰
  • 4.涂层防冰
  • 5.气爆式除冰
  • 7.2.3 强风防护
  • 7.2.3.1 强风危害
  • 7.2.3.2 强风防护措施
  • 1.动翼式防强风
  • 2.挡风式防强风
  • 第8章 垂直轴风力机风场
  • 8.1 大气边界层内风特性
  • 8.1.1 平均风速
  • 8.1.2 风速变化
  • 8.1.3 风向频率玫瑰图
  • 8.1.4 湍流强度
  • 8.1.5 风速统计特性
  • 8.1.5.1 两参数Weibull分布
  • 8.1.5.2 风速的极值分布
  • 8.1.6 风能及其计算
  • 8.1.6.1 空气密度计算
  • 8.1.6.2 风功率密度计算
  • 8.1.6.3 平均风功率密度计算
  • 8.1.6.4 有效风功率密度计算
  • 8.1.6.5 风能可利用时间计算
  • 8.1.6.6 风电场年发电量计算
  • 8.1.6.7 测站50年一遇最大风速v50-max
  • 8.1.7 功率特性测定
  • 8.1.7.1 测试场地
  • 8.1.7.2 测试设备
  • 8.1.7.3 测量程序
  • 8.1.7.4 测量功率曲线的确定
  • 8.2 风场选址
  • 8.2.1 宏观选址
  • 1.宏观选址基本原则
  • 2.宏观选址的技术规定
  • 3.宏观选址阶段划分
  • 8.2.2 微观选址
  • 1.微观选址的基本原则
  • 2.微观选址的技术步骤
  • 8.2.3 常用的风场选址软件
  • 1.WAsP
  • 2.WindPRO
  • 3.WT
  • 4.WindFarmer
  • 8.3 垂直轴风力机布局设计
  • 8.3.1 影响因素
  • 8.3.1.1 地形影响
  • 1.平坦地形
  • 2.复杂地形
  • 8.3.1.2 尾流效应影响
  • 8.3.2 风机排列布置形式
  • 8.4 不同风电场垂直轴风力机综合应用
  • 1.公路边使用的风光互补路灯系统
  • 2.埃菲尔铁塔中安装的垂直轴风力机
  • 3.环保充电桩的建设
  • 4.垂直轴风力机在居民区的应用
  • 5.漂浮式海上风电场
  • 本书编辑出版人员名单
  • 参考文献

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