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桨叶的外形设计

叶片外形确定
设已知风轮尖速比0λ,直径D,叶片数B 和剖面翼型,叶片来流角ϕ可由下式确定。

0
33cot 2
2
r R
ϕλλ==
然后根据设计者经验取各剖面攻角α,一般取α满足升阻 比L/D 在最大值附近,再根据θϕα=-确定叶片扭角。

最后根据
C =
要完整设计风力机叶片,可以按下面方法进行。

1. 风轮设计参数
给定风力机输出功率P 、设计风速1V 、机电效率12ηη,风能利用系数p C ,空气密度ρ 2. 风力机设计步骤 (1)计算风力机风轮直径D
根据公式321120.49P D C P V ηη=求得直径D (2)确定尖速比
根据设计风速,给定风力机转速,用电机加一个变速箱达到要求。

这样就可以确定风力机的叶尖速比。

(3)确定叶轮的实度和叶片数目。

已知尖速比,根据尖速比
与叶轮实度的关系图可以得到实度,对于小型的风力机叶片数目取3比较合适。

(4)将风轮分为10个剖面,每个剖面间隔0.1R,计算各剖面的λ值。

(5)选取翼型。

确定升阻比最大时的攻角α和升力系数L C 。

(6)用公式0
33cot 22r
R
ϕλλ==确定每个剖面的来流角ϕ (7)确定每个剖面的形状参数N,
可用公式N =
计算 (8)对于每一个计算点,使用下列公式计算弦长.L rN
C B
C =, 根部区弦宽太大,故进行线化或其他处理. (9) 计算叶片展弦比SP. R
C
SP =
C 为平均弦宽 (10)根据叶片的展弦比,对升力曲线进行修正。

用经验性的校正调整攻角,以得到最佳的升阻比L/
D 根据升力曲线与轴相交处的攻角0α采用下列公式算出校正后的攻角c α, 03
(1)0.11L c P
C S αα=+
+ (11)根据公式c θϕα=-得到扭角,在根部,得到的扭角过大,也可做适当修正。

(12)绘制精确的叶片和翼型图。

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