风力机的翼型与叶片外形设计简介

风力机的翼型与叶片外形设计简介

摘要

关键词：风力机，翼型，叶片

Introduction to aerofoil and blade shape design for wind turbine Abstract

Keywords:

引言

叶片是风力机重要的能量转换部件，其设计和制造直接影响风力机发电机组的高效安全运行。风力机的运行效率直接与叶片的空气动力设计有关，包括叶片长度、翼型、沿纵向翼型的分布和安装角。

1、翼型与叶片外形设计的重要性

2、叶片外形设计的大概过程，强调叶片外形设计时翼型的前提作用

3、给出论文的框架

1.1 风力机翼型设计

1.1.1风力机翼型设计发展过程及特点

讲清与飞机翼型的区别

翼型空气动力特性的好坏直接影响风力机的性能，翼型的形状也影响叶片的主体结构形式。在风力机叶片翼型参数的设计过程中，各个参数的变化都会对其他参数的设计产生影响。在设计中本着能够使单位叶素有最大的功率利用系数的原则，来选择翼型参数。

在20世纪七八十年代的风力机设计过程中，很多风力机直接采用了NACA系列中的航空翼型。但风力机的工作条件和飞机有较大的区别，一方面风力机叶片工作时，其攻角变化

范围大；另一方面风力机叶片设计要考虑低雷诺数的影响，风力机和飞机工作的雷诺数范围有所不同，其影响将就也不完全一样，过去在小型风力机设计中考虑雷诺数较少而是直接选用，以翼弦为特征长度的雷诺数在风轮径向方向是变化的，在大型叶片设计中必须给以考虑。设计实践表明，使用航空翼型虽然可以得到很高的升阻比，但是在低雷诺数环境下，航空翼型易于发生泡式分离，从而使升阻比特性恶化。另外，航空翼型对表面粗糙度比较敏感，在翼型几何形状由于灰尘、结冰等原因发生变化时，翼型的气动特性往往也会迅速恶化，从而不适于直接作为风力机叶片翼型使用。

因此，选择翼型常根据以下原则：对低速风轮，由于叶片数较多，不需要特殊的翼型升阻比；对于高速风轮，叶片数较少，应选择在很宽的风速范围内具有较高的升阻比和平稳失速特性的翼型，对粗糙度不敏感，以便获得较高的功率系数；另外要求翼型的气动噪声低。

1.1.2风力机翼型分类

按风机发电量，按不同实验室; 不同类型的风力发电机对翼型的不同要求

1.1.3风力机翼型设计方法简要介绍

1.1.4风力机翼型小结

创新点在于：对于不同类型的风机翼型应该怎么样选取，在一个叶片上不同翼型的分布。

1.2 叶片外形设计

从轮毂中心到叶尖不同位置处，翼型的选择

从轮毂中心到叶尖不同位置处，相应翼型的弦长长度公式

从轮毂中心到叶尖不同位置处，相应翼型的攻角

失速型叶片与变桨型叶片的区别（安装角的问题）

陆上风机叶片与海上风机叶片的区别

MW风机与小型风机叶片的区别

1.3 金风750KW与1.5MW的翼型与叶片外形特点

提出目前叶片所存在问题

1.4 结论

给出适合公司翼型与叶片外形设计的可实施方法，给公司目前所采用叶片建议

由于计算量及实验尺寸的限制，对整个风机进行数值模拟和风洞实验困难太大，效率也不高。因此，目前工程的办法仅限于对翼型的数值模拟及实验研究，而对叶片则通过经验公

式进行设计。