风力发电课程设计 风力机叶片设计

课程设计

设计题目：风力发电技术课程设计

课程设计要求

一、课程设计的目的和意义

通过课程设计使学生能综合运用所学基础理论、基本技能和专业知识，联系生产及科研实际完成某一课程设计题目。培养学生分析和解决工程问题的能力以及一定的科研、实践能力；培养学生严谨、求实的治学方法和刻苦钻研、勇于探索的精神；培养学生的业务素质、创新意识和团队精神等。课程设计过程中，深化有关理论知识，扩大知识面，获得阅读文献、调查研究、总结提炼以及使用工具书和写作等方面的综合训练。通过课程设计工作可以有效地检验“教”、“学”质量。

二、课程设计对学生的要求

1. 指导教师指导下，学生在规定时间内正确、相对独立地完成一项给定任务的全过程，包括资料收集、调研、方案比较、数据采集与处理、计算与结果分析、总结提炼观点、得出结论、绘制有关图表、编写设计报告、说明讲解与回答问题、课程设计考核等。严禁以任何方式抄袭他人成果或网上相关文章，也不能请他人代替完成设计，一经发现，课程设计成绩按不及格处理。

2. 根据设计任务书要求，学生在设计开始较短时间内(1-2天)应掌握所进行课程设计的内容，包括：资料收集与准备、设计任务与思路、工作任务分解、各阶段任务的时间分配、

暂时存在的问题等。

3. 设计过程中，学生应主动向指导教师汇报工作进度和遇到的疑难问题，争取指导教师的指导和监督。指导教师会随时进行指导，并抽查学生的设计进展情况。

4. 学生应严格遵守纪律。按指导教师要求，在规定时间、固定教室内进行设计，如有特殊情况，应及时告知指导教师，严格请假制度。

5. 设计考核前学生需提交课程设计报告，设计报告应按照相关规范进行撰写，并按指导教师要求整理、修改，及时上交。晚交设计报告，成绩降档处理；不交设计报告，按不及格处理。

6. 属下列情况之一者，不予考核并取消设计成绩：

(1)没有保证设计时间，缺席时间三分之一以上者或未完成规定任务的最低限度要求；

(2)剽窃他人设计结果或直接照抄他人设计报告；

(3)设计结果存在较大错误，经指导教师指出而未修改；

(4)设计结果在书写或其他方面未满足规定的最低要求。

三、课程设计考核

1.课程设计的过程考核

(1) 学生是否按设计任务书所提出的要求与时间，完成各阶段所规定的任务。

(2) 设计完成的质量和完成过程中所表现的创造性和学习态度，包括出勤情况等。

(3) 学生是否较好掌握设计所涉及的基础理论、基本技能和专业知识等。

(4) 设计报告思路是否清晰，文字、公式及图表等是否符合规范，报告上交是否及时等。

(5) 必要时学生需上交课程设计草稿，设计结束当天进行答辩或笔试考核等。

2.课程设计的成绩评定

课程设计成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级分制记分，成绩包括平时答疑成绩、设计说明书成绩和答辩成绩三部分，其中平时答疑占20分，设计说明书成绩占40分，答辩成绩占40分。

设计内容及要求

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第一章绪论

1.引言

随着化石能源的过渡消耗以及其对环境带来的严重影响，风能凭其清洁、可循环利用等诸多优点而越来越受到重视，各国都在积极开发利用本国的风能资源，中国也不例外。探索小型风力发电机复合材料叶片设计与制造方能源是人类社会发展的不竭动力，现今化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题成为困扰社会的两大难题。破解迷局的重要方式之一是用清洁

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能源代替传统能源，而风力发电正是清洁能源中技术最成熟，价格最接近传统火力发电的新能源。

风力发电在全球方兴未艾，欧洲计划在2020年使风力发电量达到总发电量的12％，其他各发达国家也正在大力发展风力发电。中国风能资源丰富，非常适合发展风力发电技术。本文对占我国面积50％地域的风能可利用区进行了研究，这里居住着我国绝大多数的贫困人口、农牧民和边防军人，发展适合那里的偏低风速风力发电技术可以改善生活条件和生存环境并且可以促进当地的经济发展。

风能可利用区大于3m／s风速每年只有2000～4000h，而如今的风能发电技术都属高风速技术，启动风速较高，不适合在这一地区应用。要更高效的利用这么广大地域的风能只有发展新型适合偏低风速地域的风力发电技术，而叶片又是风力发电机中最重要的单元。叶片设计的好坏决定了风力发电机的优劣。

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

《风力机空气动力学课程设计》是风能与动力工程专业中重要的实践性教学环节。通过该教学环节，使学生熟练掌握风力机叶片工作原理，并能够通过结合动量叶素理论相关知识与给定的环境条件设计出工作叶片，巩固和提高其风力机叶片设计及制造知识，树立其理论知识指导设计的工作思想，加深其对现场生产实际的了解，培养其对工程技术问题严肃认真、负责的态度，为其以后从事实际工作打下坚实的基础。

2.设计任务简述。

（1）、课程设计的流程

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（2）.概念设计内容

a.叶轮直径计算与设计

b.额定风速与转速的确定

c.功率控制方式

e.叶片性能分析与计算

f.叶片造型的设计

第二章叶片设计理论

1、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

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