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本科畢業(yè)設計(論文)
開 題 報 告
題 目
300W小型垂直軸風力發(fā)電機的設計
指導教師
學院
理工分院
專業(yè)
機械設計制造及其自動化
班級
學生姓名
學號
開題日期
2008.12
一、 選題的背景與意義
穩(wěn)定、可靠、清潔的能源供應是人類文明、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的保障。煤炭、石油、天然氣等化石能源支持了19世紀和20世紀近200年的人類文明的進步和發(fā)展。然而,化石燃料的大量消耗,不僅讓人類面臨資源枯竭的壓力,同時也感覺到了環(huán)境惡化的威脅。
風能是一種無污染的可再生能源， 它取之不盡，用之不竭，分布廣泛。隨著人類對生態(tài)環(huán)境的要求和能源的需要，風能的開發(fā)日益受到重視。風力發(fā)電將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,作為家用的小型水平軸百瓦級風力發(fā)電機被越來越多的人們所接受。但是這種風力機最大的缺點是體積大、安裝不便,一旦有暴風襲擊還很容易發(fā)生倒傾現(xiàn)象;由于常住居民區(qū)不存在大的風場,而水平軸風力機要求的啟動風速較高,平時很難啟動發(fā)電;另外為了保證風力機的葉輪始終處于最大受風面所在位置,還需加上迎風裝置,作為簡易型的風力機這又增加了設計的難度。
垂直軸風力機葉輪的轉(zhuǎn)動與風向無關,因此不需要像水平軸風力機那樣采用迎風裝置。它可以接受來自任何方向的風，因而當風向改變時，無需對風。有趣不需要跳向裝置，它們的結(jié)構(gòu)設計得以簡化。而且垂直軸風力發(fā)電機可以因起動風速低、風能利用率高、無噪聲、安全性高等諸多優(yōu)點,與水平軸風力發(fā)電機相比,更具有廣闊的市場應用前景,垂直軸風力發(fā)電機的研究也取得了長足的進步。
二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：
研究的基本內(nèi)容
1、300W小型垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)展現(xiàn)狀；
2、了解目前市面上銷售的垂直軸風力發(fā)電機的功能與外型特征；
3、根據(jù)300w要求設計出具體的垂直軸發(fā)電機具體結(jié)構(gòu)；
4、用Pro/E軟件進行結(jié)構(gòu)設計，用AutoCAD完成主要零部件；
擬解決的主要問題是：
1、確定垂直軸風力發(fā)電機的槳片形狀、數(shù)量和連接方式；
2、確定齒輪箱和發(fā)電機的安裝位置，使得運行維修方便；
3、槳片旋轉(zhuǎn)運動高效傳遞到發(fā)電機上。
三、研究的方法與技術(shù)路線：
通過查閱資料收集垂直軸風力發(fā)電機的具體結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點，從而更好的設計垂直軸發(fā)電機。對300w小型垂直軸風力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)進行設計，用Pro/E軟件進行結(jié)構(gòu)設計，用AutoCAD完成主要零部件并通過計算確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。
四、研究的總體安排與進度：
1-3周：完成文獻資料傳閱、文獻綜述、兩篇英語翻譯、開題報告；
4-5周：查閱文獻、設計槳片的形狀；
6-9周：設計300W垂直軸發(fā)電機具體結(jié)構(gòu)；
10-11周：使用Pro/E開始繪圖，用AutoCAD完成主要零部件；
12-13周：撰寫論文。
五、主要參考文獻：
[1] 嚴強,蔣超奇. 垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)展趨勢和應用[J] . 上海電力,2007 (2) .
[2] 張富昌. 幾種新式立軸風力機設計方案[J] . 新能源,1998(9) .
[3] 熊禮儉. 風力發(fā)電新技術(shù)與發(fā)電工程設計、運行、維護及標準規(guī)范[M] . 北京:中國科技文化出版社,2003.
[4] 孔憲文, 高峰. 提高風力發(fā)電機組發(fā)電量的研究[J] . 東北電力技術(shù),2002(8) .
[5] 林清安.Pro/ENGINEER 2000i2零件設計實務[M].北京:：北京大學出版社,?2001
[6] 羅挽瀾 Pro/Engineer 2000i工業(yè)造型設計教程[M].北京:：北京希望電子出版社,?2001
[7] 張承詢，張源．風力發(fā)電[M]． 北京：中國電力出版社，2003
[8] 陳聽寬等．新能源開發(fā)[M]．?北京：機械工業(yè)出版社，1988
[9] 宮靖遠．風電場工程技術(shù)手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004
[10] 張息良．風能開發(fā)利用[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005
指導教師審核意見：
年 月 日