韩万龙，颜培刚，何玉荣，韩万金

(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，150001哈尔滨)



新型风力/洋流涡轮气动及引射特性

韩万龙，颜培刚，何玉荣，韩万金

(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，150001哈尔滨)

摘要:为高效开发利用低品位风能和洋流能，采用涡扇发动机喷管引射技术，设计含有单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮，给出一种波瓣引射器的参数化方法，并基于CFX软件RANS方程和k－ε湍流模型数值研究涡轮气动和引射特性．结果表明:含单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮可将其转子四周流过的能量通过波瓣引射器引入涡轮后侧，通过流向涡和正交涡共同产生的抽吸作用，降低涡轮转子后侧被压，使有效做功速度增大约1．4倍，等效于提升了能量的品位．在2～6 m/s的风能和2～4 m/s的洋流能利用方面，含单级涡轮和波瓣引射器结构的风力/洋流涡轮功率曲线与来流速度成指数增长，流通能力增大32．70%～35．33%，在低速工况能量利用率可达66%～77%．

关键词:波瓣引射器;洋流能;风能;有效做功速度;引射能力

对于6 m/s以上高品位风源，欧美等多家公司推出了效率30%～45%的水平轴和垂直轴风力发电机［1－2］，受贝茨理论的限制，其效率很难有更大幅度的提高．低品位风能(风速＜6 m/s)有着更广泛的分布，部分地区一年中风速低于4 m/s的时间甚至占90%以上，在这些地区，传统方法设计的风力机的效率仅为10%～20%［2－3］，这部分能源一直未被人们很好地利用．与低速风能相类似，洋流的……