水平轴风力机叶片气动特性分析及外形设计

发布时间：2020-10-17 06:13

　　 风力机转子是风力发电系统的核心设备之一,高性能的叶片是风能有效利用的保证。基于动量叶素理论,研究了水平轴风力机叶片气动性能分析与外形设计方法,并应用Fortran语言编写了相应的计算程序。工作分为两部分,其中在叶片气动性能分析部分,根据已知叶片几何外型及翼型气动特性,结合多种修正模型,建立起风轮气动性能和载荷分析的数学模型;在叶片气动外形设计部分,根据选定翼型气动特性,计算出额定风速下叶片各截面弦长及扭角分布,在翼型几何外形已知的前提下,进而获得叶片的气动外形及该外形下的气动性能及载荷分布。此外,还考虑到预弯叶片在一定风载荷下的变形,为大型兆瓦级风力机预弯叶片的精准设计提供参考。应用多个算例对比验证了编写的风力机叶片特性分析和外形设计程序的有效性。
【学位单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TK83
【部分图文】：

再通过传动系统和电气系统将机械能转换成电能。风力机依风轮的结构及其在气流中的位置大体上可分为两大类:一类为水平轴风力机，如图1一1所示;一类为垂直轴风力机，如图1一2所示。图1一1水平轴风力机图1一2达里厄垂直轴风力机水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工作时，风轮的旋转平面与风向基本垂直，如图1一1。风轮上的叶片是径向安置的，与旋转轴基本相垂直。风轮叶片数目的多少，视风力机的用途而定。用于风力发电的风力机一般叶片数取1一4(大多为2片或3片)，而用于风力提水的风力机一般取叶片数12~24。叶片数多的风

空气通过塔架后再吹向风轮，这样塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应，使性能有所降低，因此，大型水平轴风力机目前主要采用上风向风力机。垂直轴风力机的风轮围绕一个垂直轴旋转，如图1一2。齿轮箱和发电机可以安装在地面上，这对于一个往往需要在一片呼啸的大风中为一台离地面几十米甚至一百多米高的水平轴风力机进行维修服务的人员来说，无疑是一个值得高度评价的特点。垂直轴风力机可分为两个主要类别，一类是利用空气动力的阻力作功，典型的结构是S型风轮，如图1一3所示。它由两个轴线错开的半圆柱形叶片组成，其优点是起动转矩较大，缺点是由于围绕着风轮产生不对称气流，从而对它产生侧向推力。对于较大型的风力机，因为受偏转与安全极限应力的限制，采用这种结构形式比较困难。图1一35型风轮S型风力机风能利用系数低于高速垂直轴或水平轴风力机

la=2.2图3一12a二3.2由以上四幅图(图3一9~图3一12)可以看出，
【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 马志勇;大型风电叶片结构设计方法研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

相关硕士学位论文 前1条

1 贾娇;风力发电机组叶片气动计算与实验研究[D];内蒙古农业大学;2010年

本文编号：2844403