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研究生:羅勝禹
研究生(外文):Luo Sheng Yu
論文名稱:小型垂直軸混合型風力發電機葉片研製
論文名稱(外文):Development of Small Vertical Axis Wind Turbine Blade
指導教授:方亮彬
指導教授(外文):L.B.Fang
學位類別:碩士
校院名稱:建國科技大學
系所名稱:機械工程系暨製造科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:垂直軸風力發電機混合型葉片
外文關鍵詞:vertical axis wind turbineshybrid blade
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本文研究對象為包含升力型葉片與阻力型葉片支架混合而成的小型垂直軸風力發電機,藉由將風力機葉片支架設計成阻力型葉片,以增加其在低風速啟動能力,而利用升力型NACA0018葉片,使其在高風速時能持續提高轉速,實驗使用測量風速為2~7m/s。文中以貝茲理論與葉片元素理論,討論設計風力葉片的設計極限,在製作葉片上,藉由電腦輔助設計軟體,以及電腦輔助製造軟體進行升力型,以及阻力型葉片支架建模與規劃加工路徑,並佐以快速成型,以及快速模具技術完成混合型葉片相關支撐架之製作,並以風洞實驗,量得轉速與扭矩等數據,以評估製作完成之混合型風力發電機葉片性能,由結果發現,阻力型葉片可降低啟動風速,但於較高風速時會降低轉速。
A small vertical axis wind turbine (SVAWT) with lift-type and drag-type blades were designed and tested in this paper. In order to improve the performance of the SVAWT with low start up wind speed, the struts connecting lift-type blades and rotating axis were designed as drag-type blades. The cross section of lift-type blades using in the SVAWT was NACA0018 for maintaining the rotating speed under higher wind speed. The parts of the SVAWT including blades and struts were designed by computer-aided design software and manufactured with the aid of computer-aided manufacturing, rapid prototyping and rapid tooling. The SVAWT was tested in a wind tunnel with the wind speed ranging from 2 to 7 m/sec. The test results containing rotating speed and torque were recorded to evaluate the performance of the SVAWT. The results showed that the drag-type blade could start up the SVAWT wind low speed, but would reduce the rotating speed under higher wind speed.


摘要……………………………………………………………………I
ABSTRACT……………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………III
表目錄…………………………………………………………………VI
圖目錄…………………………………………………………………VII
符號表…………………………………………………………………XI
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1前言……………………………………………………….1
1.2文獻回顧………………….…………………….……….3
1.3研究方法與目的…………………………………………7
1.4論文架構………………………………………………11
第二章 基本理論………………………………………………………12
2.1貝茲(Betz)線動量理論………………………………12
2.2設計參數與加工路徑參數規劃……………………15
第三章 葉片設計製作與實驗設備…………………………………25
3.1實體3D模型建構……..………………………………25
3.2元件成型與加工設備…..……………..…………………31
3.3實驗量測系統…………...……………………..………40
3.4量測方法….………………………………………………45
第四章 結果與討論……………………………………………………48
4.1不同角度阻力型支撐葉片之轉速.....................................48
4.2不同角度支撐阻力型葉片支架轉速的Cp…………...…52
第五章 結論與未來展望………………………………………………55
參考文獻………………………………………………….……………57
附錄1………………………………………………….……………60


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