风力机叶片的设计ppt课件

1 2
Bcv02Cn dr
（2-3）
式中 B--叶片数。
作用在风轮平面 dr 圆环上的转矩为
（2-4）
dM
1 2
Bcv02Ct rdr
风力机叶片的设计
（二）相关参数确定
•
风力机叶片的设计
（三）叶片的设计过程 （1）计算风轮直径。利用公式
D= 8Pu / CpU1312
=
8 500
Байду номын сангаас
1.2253.147.83 0.40.72
对每个叶素来说，其速度可以分解为垂直于风轮旋转平面的分量Vy0 和平行风轮旋转平面的分量Vy0 ，速度三角形和空气动力分量
如图 2-3 所示。图中：Φ角为入流角， 为迎角， 为叶片在叶素处的几何扭角。
合成气流速度 V0 引起的作用在长度为 dr 叶素上的空气动力 dFa 可以
分解为法向力 dFn 和切向力 dFt ， dFa 和 dFt 可分别表示为
Alfa -8
-7.5 -7
-6.5 -6
-5.5 -5
-4.5 -4
-3.5 -3
-2.5 -2
-1.5 -1 0
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5 5
5.5 6
6.5 7
7.5 8
8.5
Cl -0.7451 -0.7144
-0.679 -0.6395 -0.5674
-0.492 -0.4268
-32.5802
-0.0111
-29.3388
-0.0145
-24.1565
-0.0188
-21.6505
-0.018
-17.0505
-0.017
-12.6452
-0.0154
-10.4459
-0.0128
-4.7015
-0.0104
2.6154
-0.0081
17.9091
-0.0043
23.9571
350 1400
1.13
4
r
r4 R
4.51
440 1400
1.42
5
r
r5 R
4.51
530 1400
1.71
6
r
r6 R
4.51 620 1400
2.00
7
r
r7 R
4.51 710 1400
2.29
8
r
r8 R
4.51 800 1400
2.58
9
r
r9 R
4.51
890 1400
2.87
10
r
0.01 0.0103 0.0107
0.011 0.0114
0.012 0.0123 0.0127 0.0134 0.0137
Cl/Cd
Cm
-30.917
-0.0119
-34.019
-0.0078
-35
-0.0043
-35.7263
-0.0014
-33.976
-0.0049
-31.9481
-0.009
73.1583
-0.0125
75.252
-0.011
76.5039
-0.0093
75.8358
-0.0075
7风7力.7机3叶72 片的设计-0.0063
风力机叶片的设计
（5）、确定各个截面的安装角和弦长。
1）、确定翼型的设计升力系数和最佳攻角 2）、应用Glauert方法设计
风力机叶片的设计
1）、确定翼型的设计升力系数和最佳攻 角 根据Profili软件输入翼型型号NACA23012,可得到表3-1和图3-1、图3-2、图3-3及图3-4如下所示
r = n R / (30U1) = 2403.141.4 30 7.8 =4,51
风力机叶片的设计
(4)计算各截面的周速比
0
=
r
×
r0 R
=4.51× 80 1400
=0.26
1 =
r
× r1 R
=
4.51
170 1400
0.55
2
=r
r2 R
4.51 260 1400
0.84
3
=r
r3 R
4.51
（2-1）
dFn
1 2
cV0
2
Cn
dr
1
2
dFt 2 cV0 Ct dr
其中 ——空气密度；c——叶素剖面弦长；；e、q——分别表示
法向力系数和切向力系数，即
（2-2）
Cn Cl cos Cd sin
Ct Clsin Cd cos
这时，作用在风轮平面 dr 圆环上的轴向力可表示为
dT
风电机组设计
第三组
风力机叶片的设计
(一) 设计理论 (二) 相关参数确定 (三) 叶片的设计过程 (四) 总结 (五) 主要参考文献
风力机叶片的设计
（一）设计理论
叶素理论
叶素理论的基本出发点是将风轮叶片沿展向分成许多微段，称这些微段为叶素。假设在每个叶素上的流动相互之间没有干 扰，即叶素可以看成是二维翼型，这时，将作用在每个叶素的力和力矩沿展向积分，就可以求得作用在风轮上的力和力矩。
r10 R
4.51 980 1400
3.16
11
r
r11 R
4.51 1070 1400
3.45
12
r
r12 R
4.51 1160 1400
3.74
13
r
r13 R
4.51 1250 1400
4.03
14
r
r14 R
4.51 1340 1400
4.32
15
r
r5 R
4.51
1400 1400
4.51
-0.0019
30.9865
-0.0026
37.0506
-0.004
43.869
-0.0083
49.2135
-0.0113
54.9892
-0.0154
60.5464
-0.0199
65.12
-0.0219
67.6893
-0.0203
69.3551
-0.0183
71.7
-0.0166
73.1491
-0.0147
1.065
Cd 0.0241
0.021 0.0194 0.0179 0.0167 0.0154 0.0131 0.0121 0.0115 0.0103 0.0099 0.0093 0.0074 0.0067 0.0065 0.0066
0.007 0.0074 0.0079 0.0084 0.0089 0.0093 0.0097
-0.355 -0.2778
-0.223 -0.1688 -0.1176 -0.0773 -0.0315
0.017 0.1182 0.1677 0.2293 0.2927 0.3685
0.438 0.5114 0.5873 0.6512 0.6972 0.7421 0.7887 0.8339 0.8779 0.9256 0.9716 1.0162
=2.8m 则风轮半径 R=1.4mm。
风力机叶片的设计
(2)计算叶片长度。假设轮毂半径为 80mm，那么叶片长度 Lb 为
Lb =R- rhub =1400-80=1320mm
风力机叶片的设计
(3)等分叶片。把它分成 15 等份，则每等份为 88mm，取成整数后可以把前 14 个 截面段分为 90mm，这样，最后一个截面段为 60mm。 计算各截面周速比。首先计算出额定叶尖速比r