风力机的理论与设计PDF电子书下载

第一章风 1

1.风向 1

2.风速的测量 2

3.风速 7

4.大气环流 7

5.地球表面上风能的地理分布 11

6.风速的周期变化 11

7.风向和风速的突然变化 15

8.高度的影响 17

9.地形的影响：气流越过山脊、丘陵和悬崖 18

10.风的统计调查 21

11.理论可用风能 23

12.实际可用风能 25

第二章 风力机的一般原理 空气动力学的基本定律和概念 31

1.贝茨理论 31

2.叶片和翼型：几何形状与空气动力特性 33

3.风轮的空气动力学 39

4.几何相似风力机的特性 42

第三章 水平轴风力机的概述与特性 48

1.传统的水平轴风车 48

2.低速风力机 51

3.高速风力机 53

4.常用翼型 56

5.叶片相对表面对尖速比λ0的变化 57

6.调向装置 57

7.调速装置 61

8.其它类型的水平轴风力机 73

9.叶片结构 74

第四章 水平轴风力机 叶片设计和确定作用在风力机上的力 76

一、风轮的空气动力外形 76

（一）简化风车理论 77

1.确定计算翼弦的基本关系 77

2.前项关系式的转换，简化 77

3.应用于叶片的外形计算。方法的原理及评述 80

4.叶素的理论空气动力效率：最佳迎角 80

（二）葛劳渥旋涡理论 81

1.风轮的旋涡系 81

2.对应电路与诱导速度的确定 82

3.轴向推力和扭矩的计算 85

4.当地功率系数 88

5.倾角和参量Clbl的最佳值 89

6.采用阻力不可忽略的非理想叶片时所能达到的当地功率系数。最佳迎角 90

7.叶片数的影响 94

8.实际确定弦长和安装角 95

（三）风轮特性的计算 97

（四）对比从各种理论所得到的结果 101

二、确定叶片结构 104

1.确定在正常运转中阵风引起的弯曲应力 104

2.正常运转中由离心力引起的应力 106

3.正常运转中以离心力平衡弯曲力矩 106

4.陀螺效应 107

5.振动 111

6.确定当风轮迎风静止时在风暴中的叶片弯曲应力 113

7.从给定风速中运转的几何相似风轮推导出的应力 113

8.直径和设计尖速比相同，对比二叶片、三叶片和四叶片几何相似风轮所产生的应力 115

9.直径和叶片数相同，但设计尖速比λ0不同的风力机，在正常运转中由离心力和弯曲力矩引起的应力变化 117

三、确定作用在整个风力机上的力 119

1.轴向推力 119

2.俯仰力矩 120

3.调向力矩 121

第五章 垂直轴风力机的概述与特性 122

1.阻力差型风力机 122

2.屏障型风力机 129

3.平板叶片风力机 134

4.旋转叶片风力机 135

5.具有周期变化迎角的固定叶片型风力机 135

6.S型-达里厄组合装置 135

7.居恩·万（Nguyen Vinh）教授设计的低速风轮 146

8.阿尔巴克风轮——另一种周期变化迎角固定叶片风力机 147

9.活动叶片风力机 148

10.其它类型的风力机 150

第六章 利用风能提水 152

一、初步调查 152

1.供水调查 152

2.需水调查 估计提水所需能量 152

3.风轮直径的确定 154

二、用低速风车和活塞泵提水 155

1.引言 155

2.从风轮到水泵的传动 155

3.机构对启动风速的影响 155

4.使提水扭矩平稳 158

5.运行条件的确定 159

6.确定最佳齿轮速比 161

三、用高速风车提水 162

1.引言 162

2.高速风车的功率一转速特性 163

3.水泵和泵站的特性 164

4.确定齿轮速比和运行条件 166

5.出水量的确定 167

6.蓄水量的确定 168

7.低速和高速风力机出水量的实用近似值 170

四、其它提水方法 171

1.利用螺杆泵 171

2.液力驱动泵 172

3.利用喷射泵 172

4.气力驱动 173

5.电动提水 174

第七章 风力发电 175

一、装置设计 175

1.风轮 175

2.发电机 176

3.发电机作为唯一的动力装置向一个直流或交流电网供电 181

4.发电机向包括其它动力装置的交流恒频电网供电 185

5.发电量的确定 186

6.调速系统述评 187

7.蓄能 188

8.防雷击 189

二、小型风力发电机 190

1.法国 190

2.美国 192

3.丹麦 195

4.苏联 199

5.瑞士 200

6.澳大利亚 200

7.联邦德国 201

8.英国 203

三、大型风力发电机 204

1.Andreau-Enfield风力发电机 204

2.美国MOD-0型风力发电机 205

3.苏联BALAKLAVA风力发电机 206

4.法国ST-REMY DES LANDES的132kW NEYRPIC风力发电机 207

5.丹麦Gedser风力发电机 208

6.匈牙利风力发电机 208

7.荷兰的Petten风力发电机 210

8.法国NOGENT-LE ROI的BEST ROMANI风力发电机 211

9.法国芒什ST-REMY DES LANDES的1000kW NEYRPIC风力发电机 213

10.GRANPA’S KNOB风力发电机（美国·佛蒙特） 215

11.丹麦大型风力发电机 216

12.新的美国风力发电机 222

13.瑞典风力发电机 225

14.联邦德国的大型风力发电机 228

15.英国的风力发电机 230

16.加拿大的项目 233

17.其它设计 233

18.技术上的见解和结论 233

第八章 风力机设计 236

1.S型风力提水机 236

2.多叶片风轮驱动活塞式水泵 241

3.水平轴风力发电机的计算与设计 244

4.达里厄风轮的计算和设计 248

第九章 风力机的经济性和发展前景 251

1.风能 251

2.最低发电成本与风轮直径、平均风速或额定风速的关系 253

3.其它能源系统的发电成本 254

4.形势分析和结论 256

附录1计算机程序 258

附录2常用翼型的埃菲尔极曲线（a—展弦比） 272

附录3风轮参数列线图 279

补充附录1主要符号 281

补充附录2名词索引 286

补充附录3人名索引 293

参考文献 295