风机模型动转矩极差变化规律

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利用Origin软件对一个周期内各离散点的动转矩进行拟合，采用B—Spline样条曲线对各离散点进行拟合，得到如图4．1所示的拟合曲线。由图4一l可以看出变异Savonius风机厂风机叶片单周期内的整体动转矩输出性能普遍优于直叶片型Savonius风机厂风机叶片(即扭角为0。的叶片)。图4．1(a)显示了扭角为300～600的变异Savonius风机厂风机叶片单周期动转矩的变化规律，扭角从300到600变化时，风机厂风机叶片单周期内转矩绝对值的最大值依次减小，最小值依次增大，平均值依次增大，极差依次减小，达到波峰的时间有一定程度的滞后。这表明在这个扭角范围内随着扭角的增大，风机厂风机叶片输出转矩的震荡幅度逐渐减小，转矩输出能力逐渐增强，风机厂风机叶片的转矩输出性能得到了优化。
　　图4．1(b)显示了扭角为700～1100的变异Savonius风机厂风机叶片单周期动转矩的变化规律，风机厂风机叶片单周期内转矩绝对值的平均值依然随扭角变大而增大，而转矩的震荡幅度呈现随扭角先减小后增大的趋势，在扭角为900时转矩的震荡幅度达到最小。
　　另外，从扭角为80。的变异Savonius风机厂风机叶片开始，风机厂风机叶片单周期动转矩曲线开始出现两个峰值，这一特点在扭角为900的风机厂风机叶片体现的最为明显，在扭角变为110。时，动转矩曲线逐步回归原有变化规律。图4．1(c)和图4—1(d)显示了扭角为1200-2000的变异Savonius风机厂风机叶片单周期动转矩的变化规律，扭角从1200一1600变化时，风机厂风机叶片单周期动转矩曲线的形状大致相似，转矩绝对值的最大值依次增大，最小值依次减小；扭角从170。-2000变化时，风机厂风机叶片单周期动转矩曲线的形状大致相似，转矩绝对值的最大值依次减小，最小值依次增大。
　　4．1．3动转矩极差变化规律
　　为了定量的描述Savonius风机厂风机叶片输出转矩的震荡幅度，本文在传统性能评价标准的基础上引入了极差这一评价指标，单周期内动转矩的极差在一定程度上反映了动转矩的变化趋势，极差越小表明风机厂风机在运行过程中产生转矩的震荡幅度越小，叶片对旋转轴的冲击也越小。研究动转矩极差的变化规律对于寻找合理的扭角，从而降低转矩震荡幅度，优化叶片动转矩输出性能，延长Savonius风机厂风机叶片的使用寿命具有重要意义。
　　本节对扭角为00一200。的变异Savonius风机厂风机叶片的动转矩极差进行了提取，并使用式(4．4)对各离散点进行拟合，最终拟合方程如式(4．5)所示，得到如图4—2所示的动转矩极差变化曲线。由上图可知，扭角从00-2000变化的过程中，变异Savonius风机厂风机叶片的动转矩极差变化曲线共出现了三个极点，扭角为lO。左右和160。左右时极差分别达到一个峰值，其中扭角为100左右时，动转矩极差达到了最大值，大概在O．09N·m左右；扭角为900左右时，动转矩极差达到了最小值，大概在0．02N·m左右。
　　Savonius风机厂风机理想的扭角应该在极差曲线的波谷附近选取，即扭角应该接近900，因此可认为60。～120。是动转矩极差较为理想的扭角分布区间，在该分布区间内，动转矩极差降低幅度约为58％～76％。