风机叶片重叠比OL对动转矩输出性能的影响

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　　区间内，平均动转矩系数增速较快。(4)叶片重叠比OL对平均动转矩系数的影响规律由图4．10(d)可以看出平均动转矩系数随着重叠比OL的增大出现逐渐减小的趋势，在所选取的4个重叠比值内，重叠比为0．15时平均动转矩系数最大，在重叠比为O．2和0．25时平均动转矩系数水平大致相同，重叠比为0．3时平均动转矩系数较低，因此0．15~0．25是较为理想的重叠比分布区间。
　　4．2．5各结构参数的综合分析
　　根据上文所述各组Savonius风机厂风机叶片动转矩系数曲线、动转矩系数极差的直观分析以及平均动转矩系数的直观分析，对四个结构参数分别进行综合分析。(1)叶片重叠比OL：对于动转矩系数极差，其较为理想的分布区间为O．25左右，对于平均动转矩系数，其较为理想的分布区间为0．15~o．25，综合考虑两方面因素，最终选取重叠比分布区间为0．2~o．25。(2)叶片高径比彳尸：对于动转矩系数极差，其较为理想的分布区间为2．4左右，对于平均动转矩系数，其较为理想的分布区间为2．4～2．8，综合考虑两方面因素，最终选取高径比分布区间为2．2～2．6。(3)叶片扭角口：对于动转矩系数极差，其较为理想的分布区间为60。～90。，对于平均动转矩系数，其较为理想的分布区间为1000～1200；叶片扭角a对动转矩系数极差的影响程度最大，而对平均动转矩系数的影响程度相对较小，且600～900区间内叶片的平均动转矩系数同样相对较高，综合考虑两方面因素，同时考虑到过大的扭角会对叶片的结构强度产生不利影响，最终选取扭角分布区间为600～90。。
　　(4)叶片弧度臼：对于动转矩系数极差，其较为理想的分布区间为1400～1800，对于平均动转矩系数，其较为理想的分布区间为120。～140。；而且叶片弧度目对两个因素的影响程度均较大，综合考虑两方面因素，最终选取弧度分布区间为130。～150。。值得注意的是，叶片重叠比OL和叶片高径比爿P对于动转矩系数极差和平均动转矩系数影响程度相对较小，且影响规律明显；而叶片弧度p和叶片扭角口的影响程度相对较大，因此有必要对叶片弧度p和叶片扭角a进行进一步的分析。
　　4．2．6各结构参数对动转矩输出性能的影响机理分析
　　叶片扭角对于叶片动转矩输出性能的影响方式已在4．2．5节中讨论过，在此不做赘述，本节主要通过对于叶片附近流场细节的分析研究叶片重叠比OL、叶片高径比胛和叶片弧度口对叶片动转矩输出性能的影响方式。
　　4．2．6．1叶片重叠比OL对动转矩输出性能的影响
　　如图4．11所示，Savonius风机厂风机叶片重叠比OL对于风机厂风机叶片性能的影响主要体现在中心气流通道截面的大小。重叠比过小，则中心气流通道截面过小，通过截面的气流较小，不能在叶片2凹面处形成有效的压力，导致叶片2凸面和凹面压差较大，从而产生的负转矩较大，影响风机厂风机叶片动转矩输出性能；重叠比过大，则减小了叶片1的有效迎风面积，降低了叶片1产生的正转矩，同时气流因为涡流等因素不能有效的通过中心气流通道截面，导致叶片2凹面压力分布下降，风机厂风机叶片整体动转矩输出性能下降。为了直观地观察叶片中心气流通道截面的情况，在Resuhs模块的CFD-Post中取z值为0的XY平面，显示该面的速度矢量，得到图4．12所示的速度矢量分布图，图(a)中叶片重叠比为0．15，图(b)中叶片重叠比为0．3。可以明显的看出，图(b)中叶片通过中心气流通道截面的速度矢量分布较图(a)密集，通过气流的速度矢量较大，但是其迎风叶片的有效迎风面积相对减小，导致叶片迎风部分速度矢量分布较图(a)稀疏，降低了迎风叶片产生正转矩的能力。因此重叠比为0．15的风机厂风机叶片的平均动转矩系数高于重叠比为O．3的风机厂风机叶片。同时，中心气流通道截面的变化会影响风机厂风机叶片旋转周期内不同时刻风场的状态，通过中心气流通道截面的气流会对转矩的变化起到一定的缓冲作用，不同重叠比的叶片通过截面气流的缓冲作用不同，从而影响不同时刻叶片动转矩的输出状况，因此存在一个合适的重叠比区间，使得风机厂风机旋转周期内叶片产生动转矩的震荡幅度较小，偏离这个区间，动转矩震荡幅度逐渐增大。本文所研究Savonius风机厂风机叶片在重叠比为0．25时动转矩系数极差达到了最低点，平均动转矩系数相对较高，因此O．25左右是较为理想的叶片重叠比区间。