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1、風電機組設計,第三組,,(一) 設計理論 (二) 相關參數(shù)確定 (三) 葉片的設計過程 (四) 總結(jié) (五) 主要參考文獻,(一)設計理論,葉素理論的基本出發(fā)點是將風輪葉片沿展向分成許多微段,稱這些微段為葉素。假設在每個葉素上的流動相互之間沒有干擾,即葉素可以看成是二維翼型,這時,將作用在每個葉素的力和力矩沿展向積分,就可以求得作用在風輪上的力和力矩。,葉素理論,葉素理論的基本出發(fā)點是將風輪葉片沿展向分成許多微段,稱這些微段為葉素。假設在每個葉素上的流動相互之間沒有干擾,即葉素可以看成是二維翼型,這時,將作用在每個葉素的力和力矩沿展向積分,就可以求得作用在風輪上的力和力矩。,(二)相關參數(shù)確定
2、,,(三)葉片的設計過程,,1)、確定翼型的設計升力系數(shù)和最佳攻角,2)、應用Glauert方法設計,由表格可知該翼型的最佳攻角為9.5,設計升力系數(shù)為1.1583,阻力系數(shù)為0.0149,最大升阻比為77.7383,根據(jù)Profili軟件輸入翼型型號NACA23012,可得到表3-1和圖3-1、圖3-2、圖3-3及圖3-4如下所示,1)、確定翼型的設計升力系數(shù)和最佳攻角,圖3-1,圖3-2,圖3-3,圖3-4,,2)、應用Glauert方法設計,b.根據(jù)上表可以繪出弦長和安裝角隨截面半徑變化的曲線圖,圖3-5,圖3-6,圖3-7,圖3-8,(6)、葉片性能計算。,葉片性能計算主要有三項內(nèi)容:
3、(軸向推力;(轉(zhuǎn)矩和功率;(相對應的推力系數(shù)、轉(zhuǎn)矩系數(shù)和風能利用系數(shù)。下面以Wilson設計法為基礎討論葉片性能計算。當考慮到葉梢部損失時,風輪半徑r處葉素上的軸向推力、轉(zhuǎn)矩和功率為,軸向推力、轉(zhuǎn)矩和功率可由上式積分求得,也可以用系數(shù)形式給出。,根據(jù)上述公式計算出各性能系數(shù)的值如表3-3所示。,(7)、葉片造型。,具體求解步驟如下: a、獲取翼型數(shù)據(jù)(x0,y0),通過profili軟件導出的NACA23012獲得,該軟件提供的翼型數(shù)據(jù)較充足。 b、求解翼型以氣動中心為原點、翼型前后緣連線為軸的二維坐標(x1,y1)。設氣動中心坐標為(x,y)。則:(x1,y1)=(x0,y0)-(x,y
4、)。,c、求解各葉素各離散點空間實際坐標(x,y,z)。,(四)總結(jié),為期兩周半的課程設計結(jié)束了。在這段時間的學習中,我們收獲了很多,也找到了各自身上的不足。這次的課程設計,不僅檢驗了之前所學的知識,也培養(yǎng)了我們?nèi)绾稳ヒ?guī)劃一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。在設計過程中,與同學分工合作,相互探討、相互學習、相互監(jiān)督,我們不僅僅學會了協(xié)作,學會了寬容,更學會了理解。 風電作為一個有富有特色的專業(yè),風力機組是我們要深入學習的,從葉片設計的資料收集到葉片弦長和安裝角的計算;從葉片葉素的繪制到葉片三維仿真的制作,我們深入地了解到了葉片從計算到制作的各個過程,而原本學到的風力機空氣動力學知識
5、,也在這次的課程設計中得到實踐。通過這次課程設計,讓我們將理論聯(lián)系到實踐,開始真正地融入新能源這個行業(yè)。,(五)主要參考文獻,1. 風力機設計理論及方法.趙丹平.北京大學出版社,2012. 2. 風力發(fā)電技術及應用.范海寬.北京大學出版社,2013. 3.風力機空氣動力學.吳雙群.北京大學出版社,2009. 4. 風力發(fā)電系統(tǒng)的設計、運行與維護. 葉杭冶.電子工業(yè)出版社,2010. 5. 風力機設計、制造與運行. 何顯富,盧霞等.化學工業(yè)出版社,2009. 6. 風力發(fā)電機組原理及應用(第2版). 姚興佳,宋俊.機械工業(yè)出版社,2009. 7. 風力發(fā)電機組設計.芮曉明.機械工業(yè)出版社,2010. 8. CAD繪圖的相關資料及其他風力發(fā)電相關書籍、技術文章等.,謝謝大家!,