河海大学能电院新能源系08级风动班风力机课程设计说明书.docx

风力机课程设计说明书风力机课程设计学院：能源与电气学院专业：风能与动力工程姓名：陆晓恺学号：0802030129指导老师：赵振宙实习时间：2011年06月一、 设计任务1） 基于叶素和动量理论设计设计水平轴风力机叶片；2） 绘制风力机叶片弦长随叶片展向长度的变化曲线；3） 绘制风力机叶片扭角随叶片展向长度的变化曲线；4） 绘制设计风力机的性能曲线；5） 绘制设计叶片的图纸，以及各位置的叶片翼型结构图纸；6） 编写设计说明书，并附上必要的计算公式二、 基础理论切向速度：轴向速度：叶素合成流速：入流角：sin= cos=攻角：垂直分力：水平分力：迭代方程： 叶片弦长实度： 叶素单位圆环扇面：风能利用系数表达式： 翼型与尖速比的关系：风轮直径设计：三、 设计流程图根据给定数据计算来流风速v，风轮半径r，合速度w选择合适翼型，并找到最大升阻比是的cl和cd值,得到对应的攻角假设a值，并根据公式计算出a的值，合成流速w计算出sin ,cos ,cx , cy将a , a 代入迭代公式，通过迭代计算，使a , a收敛。并使总功率误差在5%以内，从而确定a值计算出桨距角以及各个处弦长c设计完叶片之后，桨距角弦长密实度确定不变改变叶尖速比，计算出合速度w根据不同的叶尖速比，从翼型cl，cd与 的关系表中查出cl，cd，为计算方便，可先用函数拟合，cl，cd与 的关系通过迭代方程反复迭代，是a , a 收敛，记下此时的风能利用系数cp.四、 计算说明书所选翼型为：naca 2413最大升阻比：= 89.2912=0.8513 =0.0095表1 风轮直径和转速序号参数计算方式值1已知12 2已知5.53已知100 47.8 516.9 6假设0.47假设5.43738查表0.85139查表0.0095表2 =0.1时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.12a假设值取值0.11673a假设值0.34074a计算值0.11925a计算值0.33766a误差-0.021357a误差0.009316表3 =0.2时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.22a假设值取值0.11673a假设值0.085194a计算值0.11795a计算值0.083916a误差-0.010157a误差-0.01508表4 =0.3时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.32a假设值取值0.11673a假设值0.037864a计算值0.11755a计算值0.037046a误差-0.0067027a误差0.02164表5 =0.4时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.42a假设值取值0.11673a假设值0.021304a计算值0.11735a计算值0.020696a误差-0.0050077a误差0.02839表6 =0.5时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.52a假设值取值0.11673a假设值0.013634a计算值0.11725a计算值0.013156a误差-0.0039977a误差0.03522表7 =0.6时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.62a假设值取值0.11673a假设值0.0094664a计算值0.11715a计算值0.0090676a误差-0.0033267a误差0.04209表8 =0.7时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.72a假设值取值0.11673a假设值0.0069544a计算值0.117035a计算值0.0066146a误差-0.0028477a误差0.04898表9 =0.8时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.82a假设值取值0.11673a假设值0.0053244a计算值0.116995a计算值0.0050276a误差-0.0024897a误差0.05589表10 =0.9时迭代结果序号参数计算公式值1取值0.92a假设值取值0.11673a假设值0.0042074a计算值0.116965a计算值0.0039436a误差-0.0022107a误差0.06280表11 =1时迭代结果序号参数计算公式值1取值12a假设值取值0.11673a假设值0.0034084a计算值0.116935a计算值0.0031706a误差-0.0019887a误差0.06972表12 值校验（取值为0.4）m12331.003290.92097.902960.81864.802630.71631.70230.61398.601970.51165.501640.4932.4013150.3699.3009860.2466.2006580.1233.10032912820.5181= 12820.51808138817.8= 100000.041034827w将以上值带入，所以 校验值为：= 0.399975541775801取值为0.4所以：误差为= 0.399975541775801-0.40.4 = -0.00611%表13 设计总结1d16.920.39997553=0.11.354039944.7094344=0.21.049189531.0645865=0.30.808582721.8488116=0.40.645346816.0247887=0.50.532824412.1458518=0.60.45207939.41392999=0.70.39184497.398600410=