1、PDF外文：http:/ 6500 字 出处： Kamoji M A, Kedare S B, Prabhu S V. Performance tests on helical Savonius rotorsJ. Renewable Energy, 2009, 34(3):521529. 螺旋萨沃纽斯转子性能试 M.A. Kamoji， S.B. Kedare， S.V. Prabhu a 印度理工学院 ， 能源科学与工程系，孟买 b 印度理工学院，机械工程系，孟买 论文信息 关键词 ：螺旋萨瓦纽斯转子，常规萨瓦纽斯转子，功率因数，静
2、态扭矩 系数 摘 要 一定的转子角度下，常规萨沃纽斯转子具有高的静态扭矩系数，在一个周期的 360中，从 135到 165和从 315到 345为负转矩系数。为了降低静态扭矩从 0到 360中的这种变化，提出了螺旋 90的螺旋萨伏纽斯转子。在这项研究中，螺旋萨瓦纽斯转子的测试是在开放式风洞中进行的。实验测试了静态转矩系数，每个萨瓦纽斯转子的力矩系数和功率系数。实验比较了在端板间有轴、无轴的螺旋转子的性能，即其重叠率分别为 0.0， 0.1 和 0.16.。无轴型螺旋萨瓦纽斯转子也与常规萨瓦纽斯转子比较了性能。结果表明，在 所有的转子角内，全部的螺旋萨瓦纽斯
3、转子具有正的静态转矩系数。有轴的螺旋转子动力系数比无轴螺旋转子要低。实验发现无轴螺旋转子重叠率为 0，纵横比为 0.88，这使它与常规萨瓦纽斯转子具有相同的功率系数。通过对一系列雷诺数的研究，有关螺旋萨瓦纽斯转子扭矩系数和功率系数相关性的研究正在进行 。 一、 简介 萨瓦纽斯 1转子的 “S-形状 ”截面是由两个半圆桶构造的。萨瓦纽斯转子的概念基于 Flentter 提出的原理。它结构简单，具有良好的起动特性，工作在相对较低的运行速度，并具有接受来自任何方向的风的能力。它的气动效率低于其他类 型的风如达里厄型和螺旋桨转子风机。萨沃纽斯转子被认为是一个阻力机。
4、这意味 着它主要的驱动力是风作用在叶片上的阻力。然而，在低角度作用时，升力也有助于转矩的产生 2。因此，萨伏纽斯转子是不是一个纯粹的阻力机而是一个混合机，因此可以超越 CP 主要阻力式机械的限制（由 Manwell 等人做的， CPMax 就是四分之一 0.08 平板式涡轮 3 。虽然传统的萨沃纽斯转子的气动效率低，但其具有高起动转矩、高静态扭矩系数。因此他们被用作具有较低启动转矩的其他类型风力机的启动器。虽然启动转矩很大，但它在所有转角是不均匀的。在特 定的转子角度，常规萨沃纽斯转子不能自己启动，因为其静态扭矩系数是负的。从 135到 165和从 315到 345范围内，常规萨沃
5、纽斯转子是具有负转矩的转子。资料表明，两阶和三阶的常规萨瓦纽斯转子可以克服负扭矩的问题 4,5。然而，随着阶数的增加，最大功率会像 Kamoji 和 Hayashi 5等人报道的一样变小。每个叶片相隔120的三叶片一阶转子的应用也减少了转子扭矩在一个周期内的变化，但功率因数也像 Shankar 6和 Sheldahl 等人报道的一样减小。 Saha 和 Jaya Rajkumar 8报道说，相比于常规三叶片萨瓦纽斯转子 0.11 的功率系数，扭转 15的三叶片萨瓦纽斯转子具有最大的功率系数为 0.14（叶尖速比为 0.65）。 螺旋萨沃纽斯转子可以提供正的静态转矩系数。螺旋线可以被
6、定义为由一个在旋转圆筒上的以恒定的速度（恒定角速度）垂直移动的标记生成的曲线。图 1显示了一个单螺旋转子叶片。内边保持垂直，而外层边缘经历了一个 90的扭转（四分之一圆周的扭转）。从底面（ 0）到顶部（ 90），叶片保留它的圆形截面。在这个研究中，这样两个叶片的组合成为螺旋萨瓦纽斯转子。虽然可以保证具有正的静态扭矩系数 ，但，是在公开资料中并没有螺旋萨瓦纽斯转子的信息。因此，本次实验的主要目的是研究重叠率（ 0.0， 0.1 和 0.16），纵横比（ 0.88， 0.93 和 1.17）和雷诺数对一个扭转 90、雷诺数在 120000 到 150000 之间的无轴螺旋转子的功率系数、静态扭矩系
7、数的影响。也包括轴的存在对 90螺旋转子的影响。这些实验的结果将与常规萨瓦纽斯转子相比较。 图 1 一个单一的 旋转子叶片示意图 1滑轮 2.尼龙绳 3.称量盘 4.弹簧平衡装置 5.螺旋萨瓦纽斯转子 6.轴 7.支撑台 图 2 该装置示意图 二、实验装置和程序 统一的主流是由一个由两个 7.4 千瓦的反向旋转风扇驱动的开放式风洞产生的。空气出口方有 400 毫米 X400 毫米的风洞出口收缩喷嘴。转子被放置在距风轮喷嘴出口 750 毫米的下方
8、，以保证转子转动或者静止时的中心与风轮出口中心在同一直线上。在 250 毫米 X250 毫米的中心区域的 1%范围内，被测的速度分布在转子上的位置是统一的。本次研究中，所有被测试的螺旋转子模型的最大尺寸在250 毫米 X250 毫米之内。 图 2 显示了进行螺旋萨瓦纽斯转子测试的实验装置示意图。实验装置包括由螺栓与钢板构成的螺旋萨瓦纽斯转子 放置结构。低碳钢板通过垫圈和螺母放置。螺栓连接在低碳钢板上的两个轴承（ UC204,NTN 造）支撑着螺旋转子。螺母和螺栓的使用，方便了在风洞中心对不同直径和转子中心具有不同位置的转子进行更换。风速通过一个连接到微压计（ FC012，弗内斯控制造）的皮托管测定。制动鼓的测力仪用于加载螺旋萨瓦纽斯转子。称量盘、皮带轮和弹簧平衡装置（ Salter 制）通过直径为 1 毫米的钓鱼用尼龙线连接。 对螺旋萨瓦纽斯转子转矩来说，摩擦是影响测量的重要参数。轴承的摩擦以
