实验报告正文.doc

实 验 报 告实验名称_课程名称_院 系 部: 专业班级：学生姓名： 学 号:同 组 人: 实验台号:指导教师： 成 绩： 实验日期:华北电力大学一、 机组模型建立：机组的基本参数设置如下：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 angle 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 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 shaft2.006E+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+112153.192312214.091.43E+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 NACELLE 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 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 torque14400NmMinimum 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、 载荷计算过程：1、风的生成：设置完基本参数后，我们开始进行载荷计算。在此之前我们需要新建几个文件夹用于存放后续的计算内容。新建三个文件夹，分别命名为：batch、wind、runs，在batch文件夹下新建两个子文件夹并分别命名为wind、runs。完成文件夹的建立后开始后续工作。首先生成所需的风，步骤如下：在Bladed-3.81程序下选择计算（calculations）中的main calculations,双击Wind Turbulence出现下列对话框：按照上图设置参数，并选择Kaimal模型进行相关参数设置：其数据的计算方法如下：xLu=8.1*a1,xLv=2.7*a1,xLw=0.66*a1,Lc=8.1*a1,H=12,其中a1=42。计算结果填写在General情况下的表格中。回到Main calculations界面进行风的生成。单击Multiple Calculation Setup,可以看到以下界面：点击生成风文件（Wind file generation）选项并钩选，选择风速，增加9和11两个风速：风速种子数选择6个，查看计算细节：双击平均风速排序，将Runname更改为wind1到wind6，风速选择随机。更改batch queue，将batch存放的位置改为已设置好的文件夹位置，batch文件夹下的字文件夹wind中。点击start batch开始生成风。2、载荷的计算：风生成完毕后开始载荷的计算，步骤如下：选择Calculations界面下的Power Production Loading,双击下面方框中的Output variables,出现下面对话框并将load的output设置为所有叶片：然后双击Time varing wind speed and direction,将湍流风文件更改为之前生成风的文件，并允许风文件循环使用。然后进行Multiple Calculation Setup,将风向设置为-8，0，8三个方向，风文件选择一生成的所有风文件，后查看计算细节，将Runname更改为powprod，将路径按照一定规律更改，如下： 其中，第一个字母代表风向，第二个字母代表风速，数字代表风文件名。更改湍流参数，由题目所知，所求为极端湍流风，故选择ETM,B类风场，参数设置为0.14，平均风速设置为7.5。将batch queue更改到batch文件夹子文件夹runs中，将计算添加到batch中开始计算。计算完成后通过Data View查看载荷数据。三、 载荷计算报告：通过Data View查看载荷情况如下图：图1：叶片偏航角x方向位置图2：叶片偏航角y方向位置图3：叶片载荷图4：叶片弯矩图5：叶片在z方向的弯矩图6：轮毂载荷图7：轮毂弯矩四、 批处理：1、基本统计：双击Post Processing中的基本统计，钩选Multiple processing，选择载荷情况，load case中选择已生成的载荷状况，在Variables中选择所需参数，点击Execute计算，在data view中查看具体数据。2、极限载荷：双击极限载荷，定义载荷状况。定义载荷组，组名为runs，安全系数定义为1.35，选择已生成的载荷，柱状图选择最大和最小值，Variables钩选结合所有叶片，叶片数为3，增加所需参数。点击