风力发电机空气动力学基本原理.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.37M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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东南大学能源与环境学院风力发电技术邓艾东

第二章第二章风力发电空气动力学基本原理 2.1 基本概念

第二章 2.1 基本概念 1、风能和风功率： 2、不可压缩流体在压力作用下，体积变化可以忽略不计的流体称为不可压缩性流体。气体在压力作用下体积会发生明显变化，是可压缩性流体。但在某些过程，如远低于音速的空气流动过程中，气体压力和温度的变化可以忽略不计，这时可将空气作为不可压缩性流体进行研究。 331212WAvtPAv

第二章 2.1 基本概念 3、流体黏性黏性是流体的重要物理属性，是流体抵抗剪切变形的能力。流体在流动时，如果相邻两层流体的速度不同，在它们的界面会产生剪切应力，速度快的流层对速度慢的流层产生拖动力，速度慢的流层对速度快的流层产生阻力。这个剪切应力叫流体的内摩擦力，或黏性切应力：：黏性切应力，N/m2 ：法向速度梯度，即与流体流动方向垂直的方向上的流体速度变化率，1/s ：动力黏性系数，N.s/m2 运动黏性系数： m2/s dudydudy

第二章 2.1 基本概念黏性切应力的产生是由于流体分子间的引力和流体层间分子运动形成的动量交换。牛顿黏性平板实验理想流体如果流体内的速度梯度很小，黏性力相比于其他力可以忽略不计，可以将之看作无黏性流体，这种假设没有黏度的流体称为理想流体。

第二章 2.1 基本概念 4、流动阻力流动边界的物体对流动流体的作用力，与流体流动的方向相反。流动阻力的反作用力，就是流体对物体的作用力，称为曳力。在低于音速的情况，流动阻力分为摩擦阻力和压差阻力。由于流体的黏性作用，在物体表面产生的全部摩擦力的合力称为摩擦阻力，其方向与流体运动方向相反。压差阻力则是垂直于物体表面的压力产生的对流体流动的阻力，其方向也与流体运动方向相反。两种阻力常同时存在，两种阻力的相对大小取决于： ①物体的形状； ②由物体特征长度决定雷诺数的大小，雷诺数决定边界层中的流动状态； ③物体表面的粗糙度。

第二章 2.1 基本概念 5、层流和湍流层流：流体质点互不掺混、运动轨迹有条不紊的流动形态。湍流：流体质点相互掺混、运动轨迹曲折混乱的、不规则的流动形态。层流和湍流是流体的惯性力和黏性力作用下的结果。当黏性力起主要作用时，表现为层流；当惯性力起主要作用时，表现为湍流。

第二章 2.1 基本概念 6、雷诺数层流和湍流转捩的临界流速与管径、流体密度和动力黏性系数有关，这两种流动形态用“雷诺数” 来判别。雷诺数在物理上的本质上表征了流体运动的惯性力与黏性力的比值。 Re ：雷诺数：流动速度，m/s ：动力黏性系数，N.s/m2 ：与流动有关的长度，m ：流体密度，kg/m3 ：运动黏性系数，m2/s Re数大时表现为湍流；Re数小时表现为层流。在高Re数下，流体运动的惯性力远远大于黏性力，这时可以忽略黏性力，认为是无黏度的理想流体。把理想流体的流动区域叫“势流区”，而黏性流体的流动区域叫“黏流区”。 Reululul

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