風(fēng)機(jī)模型動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差變化規(guī)律

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利用Origin軟件對(duì)一個(gè)周期內(nèi)各離散點(diǎn)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行擬合，采用B—Spline樣條曲線對(duì)各離散點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到如圖4．1所示的擬合曲線。由圖4一l可以看出變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期內(nèi)的整體動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出性能普遍優(yōu)于直葉片型Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片(即扭角為0。的葉片)。圖4．1(a)顯示了扭角為300～600的變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律，扭角從300到600變化時(shí)，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩絕對(duì)值的最大值依次減小，最小值依次增大，平均值依次增大，極差依次減小，達(dá)到波峰的時(shí)間有一定程度的滯后。這表明在這個(gè)扭角范圍內(nèi)隨著扭角的增大，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片輸出轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度逐漸減小，轉(zhuǎn)矩輸出能力逐漸增強(qiáng)，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)矩輸出性能得到了優(yōu)化。
　　圖4．1(b)顯示了扭角為700～1100的變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩絕對(duì)值的平均值依然隨扭角變大而增大，而轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度呈現(xiàn)隨扭角先減小后增大的趨勢(shì)，在扭角為900時(shí)轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度達(dá)到最小。
　　另外，從扭角為80。的變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片開始，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線開始出現(xiàn)兩個(gè)峰值，這一特點(diǎn)在扭角為900的風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片體現(xiàn)的最為明顯，在扭角變?yōu)?10。時(shí)，動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線逐步回歸原有變化規(guī)律。圖4．1(c)和圖4—1(d)顯示了扭角為1200-2000的變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律，扭角從1200一1600變化時(shí)，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線的形狀大致相似，轉(zhuǎn)矩絕對(duì)值的最大值依次增大，最小值依次減小；扭角從170。-2000變化時(shí)，風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片單周期動(dòng)轉(zhuǎn)矩曲線的形狀大致相似，轉(zhuǎn)矩絕對(duì)值的最大值依次減小，最小值依次增大。
　　4．1．3動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差變化規(guī)律
　　為了定量的描述Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片輸出轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度，本文在傳統(tǒng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上引入了極差這一評(píng)價(jià)指標(biāo)，單周期內(nèi)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的極差在一定程度上反映了動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化趨勢(shì)，極差越小表明風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度越小，葉片對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的沖擊也越小。研究動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差的變化規(guī)律對(duì)于尋找合理的扭角，從而降低轉(zhuǎn)矩震蕩幅度，優(yōu)化葉片動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出性能，延長(zhǎng)Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命具有重要意義。
　　本節(jié)對(duì)扭角為00一200。的變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差進(jìn)行了提取，并使用式(4．4)對(duì)各離散點(diǎn)進(jìn)行擬合，最終擬合方程如式(4．5)所示，得到如圖4—2所示的動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差變化曲線。由上圖可知，扭角從00-2000變化的過程中，變異Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差變化曲線共出現(xiàn)了三個(gè)極點(diǎn)，扭角為lO。左右和160。左右時(shí)極差分別達(dá)到一個(gè)峰值，其中扭角為100左右時(shí)，動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差達(dá)到了最大值，大概在O．09N·m左右；扭角為900左右時(shí)，動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差達(dá)到了最小值，大概在0．02N·m左右。
　　Savonius風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)理想的扭角應(yīng)該在極差曲線的波谷附近選取，即扭角應(yīng)該接近900，因此可認(rèn)為60。～120。是動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差較為理想的扭角分布區(qū)間，在該分布區(qū)間內(nèi)，動(dòng)轉(zhuǎn)矩極差降低幅度約為58％～76％。