两叶片传统萨沃尼斯风力涡轮机各种叶片轮廓的对比研究

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萨沃尼斯风力涡轮机是一种历史悠久、成本效益高的风能提取装置，通过阻力作用提取风能。由于其结构简单、维护方便、在低风速条件下功率输出可接受等优点，目前广泛应用于城市地区发电。然而，其效率较低，需要改进其性能以提高总功率输出。本文对两叶片传统萨沃尼斯风力涡轮机的四种不同叶片轮廓进行了对比研究。测试了叶片直径与叶片深度比（s/d）分别为0.3、0.5、0.7和1.0的转子，在自由风速为3、5和7 m/s以及叶尖速比（TSR）为0.2~1.2范围内的性能。研究发现，萨沃尼斯转子的叶片轮廓对功率特性有显著影响。无论叶片轮廓和自由风速如何变化，最大功率系数均在TSR=0.8时出现。此外，增加自由风速能够提升所有工况下转子的性能。研究结果表明，在所有自由风速和TSR值条件下，s/d=0.5的转子提供最大功率系数，而s/d=1.0的转子性能最差。

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