實驗報告正文

1、實 驗 報 告實驗名稱_課程名稱_院 系 部: 專業(yè)班級：學生姓名： 學 號:同 組 人: 實驗臺號:指導教師： 成 績： 實驗日期:華北電力大學一、 機組模型建立：機組的基本參數(shù)設(shè)置如下：GENERAL CHARACTERISTICS OF ROTOR AND TURBINERotor diameter80mNumber of blades3Teeter hingeNo Hub height61.5mOffset of hub to side of tower centre0mTower height60mTilt angle of rotor to horizontal4degCone a

2、ngle of rotor0degBlade set angle0degRotor overhang3.7mRotational sense of rotor, viewed from upwindClockwisePosition of rotor relative to towerUpwindTransmissionGearbox Aerodynamic control surfacesPitchFixed / Variable speedVariableDiameter of spinner2.5mRadial position of root station1.25mExtension

3、 piece diameter1.9mExtension piece drag coefficient0.8Cut in windspeed4m/sCut out windspeed25m/sBLADE GEOMETRYBlade length38.75mPre-bend at tip0mPitch controlFull spanBlade Mass Integrals (No ice)Blade Mass6546.72kgFirst Mass Moment84218.6kgmSecond Mass Moment1.785E+06kgm2Blade inertia about shaft2.

4、006E+06kgm2HUB MASS AND INERTIAMass of hub14000kgMass centre of hub0mHub inertia: about shaft12000kgm2 perpendicular to shaft0kgm2Total Rotor Mass33640.2kgTotal Rotor Inertia6.029E+06kgm2TOWER DETAILSStation NumberHeight (m)Diameter (m)Mass/unit length (kg/m)Stiffness (Nm2)1-153.52935.712.46E+112153

5、.192312214.091.43E+113352.884621492.477.81E+104502.730771131.665.65E+105602.6824.9724.22E+10Total Tower Mass143777kgTotal Turbine Mass249417kgDrag coefficient for tower0.6EnvironmentOffshore Mean sea depth10mMarine growth density0kg/m3Hydrodynamic drag coefficient1 Hydrodynamic mass coefficient2 NAC

6、ELLE GEOMETRYNacelle width2.5mNacelle length6mNacelle height2.5mNacelle drag coefficient1.6NACELLE MASSNacelle mass72000kgNacelle centre of mass lateral offset0mNacelle centre of mass above tower top1.3mNacelle centre of mass in front of tower axis-0.6mYaw inertia (about tower axis)215000kgm2Nodding

7、 inertia (about CoG)0kgm2Rolling inertia (about CoG)0kgm2Total Tower-head Mass105640kgTotal Yaw Inertia: 0° azimuth3.69E+06kgm2Total Yaw Inertia: 90° azimuth3.69E+06kgm2GENERATOR CHARACTERISTICSGenerator modelVariable SpeedPower electronics time constant0sMaximum generator torque14400NmMin

8、imum generator torque0NmPhase Angle0degMECHANICAL LOSS TORQUE (kNm, referred to low speed shaft)Low speed shaft torque (kNm)Loss torque (kNm)02396037128049Pitch rate for stopping5deg/sFinal pitch angle90degRotor speed for parking brake application0.5rpm二、 載荷計算過程：1、風的生成：設(shè)置完基本參數(shù)后，我們開始進行載荷計算。在此之前我們需要新建

9、幾個文件夾用于存放后續(xù)的計算內(nèi)容。新建三個文件夾，分別命名為：batch、wind、runs，在batch文件夾下新建兩個子文件夾并分別命名為wind、runs。完成文件夾的建立后開始后續(xù)工作。首先生成所需的風，步驟如下：在Bladed-3.81程序下選擇計算（calculations）中的main calculations,雙擊Wind Turbulence出現(xiàn)下列對話框：按照上圖設(shè)置參數(shù)，并選擇Kaimal模型進行相關(guān)參數(shù)設(shè)置：其數(shù)據(jù)的計算方法如下：xLu=8.1*a1,xLv=2.7*a1,xLw=0.66*a1,Lc=8.1*a1,H=12,其中a1=42。計算結(jié)果填寫在General

10、情況下的表格中?；氐組ain calculations界面進行風的生成。單擊Multiple Calculation Setup,可以看到以下界面：點擊生成風文件（Wind file generation）選項并鉤選，選擇風速，增加9和11兩個風速：風速種子數(shù)選擇6個，查看計算細節(jié)：雙擊平均風速排序，將Runname更改為wind1到wind6，風速選擇隨機。更改batch queue，將batch存放的位置改為已設(shè)置好的文件夾位置，batch文件夾下的字文件夾wind中。點擊start batch開始生成風。2、載荷的計算：風生成完畢后開始載荷的計算，步驟如下：選擇Calculations界

11、面下的Power Production Loading,雙擊下面方框中的Output variables,出現(xiàn)下面對話框并將load的output設(shè)置為所有葉片：然后雙擊Time varing wind speed and direction,將湍流風文件更改為之前生成風的文件，并允許風文件循環(huán)使用。然后進行Multiple Calculation Setup,將風向設(shè)置為-8，0，8三個方向，風文件選擇一生成的所有風文件，后查看計算細節(jié)，將Runname更改為powprod，將路徑按照一定規(guī)律更改，如下： 其中，第一個字母代表風向，第二個字母代表風速，數(shù)字代表風文件名。更改湍流參數(shù)，由題目所

12、知，所求為極端湍流風，故選擇ETM,B類風場，參數(shù)設(shè)置為0.14，平均風速設(shè)置為7.5。將batch queue更改到batch文件夾子文件夾runs中，將計算添加到batch中開始計算。計算完成后通過Data View查看載荷數(shù)據(jù)。三、 載荷計算報告：通過Data View查看載荷情況如下圖：圖1：葉片偏航角x方向位置圖2：葉片偏航角y方向位置圖3：葉片載荷圖4：葉片彎矩圖5：葉片在z方向的彎矩圖6：輪轂載荷圖7：輪轂彎矩四、 批處理：1、基本統(tǒng)計：雙擊Post Processing中的基本統(tǒng)計，鉤選Multiple processing，選擇載荷情況，load case中選擇已生成的載荷狀況，在Variables中選擇所需參數(shù)，點擊Execute計算，在data view中查看具體數(shù)據(jù)。2、極限載荷：雙擊極限載荷，定義載荷狀況。定義載荷組，組名為runs，安全系數(shù)定義為1.35，選擇已生成的載荷，柱狀圖選擇最大和最小值，Variables鉤選結(jié)合所有葉片，葉片數(shù)為3，增加所需參數(shù)。點