水平轴风轮叶片旋转平面内分布力简化

1、2 JB/T 10194-2000标准中附录标准中附录A6中给出了水平中给出了水平轴风轮叶片的简化气动载荷，其中的叶片旋转平面轴风轮叶片的简化气动载荷，其中的叶片旋转平面内的分布力假设为三角形线性分布，初看起来似乎内的分布力假设为三角形线性分布，初看起来似乎很合理，实际上应该是均布载荷。很合理，实际上应该是均布载荷。345请看图1，选取不同半径r1、r2处半径增量均为dr的圆环； 图图162121PPSS 我们当然可以假设，在理想情况下，阴影部分我们当然可以假设，在理想情况下，阴影部分圆环面积之比等于风轮圆环面积之比等于风轮drdr范围内产生的功率之比：范围内产生的功率之比：221121)()

2、(22rdrrfrdrrfdrrdrrYBYB7 也就是说，在理想状态下，叶片旋转平面内任何半也就是说，在理想状态下，叶片旋转平面内任何半径处的分布力相等。径处的分布力相等。 )()(21rfrfYBYB)()(1121rfrfYBYB由于叶片旋转平面内任何半径处的分布力相等，则有：由于叶片旋转平面内任何半径处的分布力相等，则有： (1) (2) 22)(ZRrFrfXNXB22)(ZRMrfXNYB 在叶根处，在叶根处， (3) (4) (5) (6) 其中（其中（2）、（）、（4）式与）式与JB/T 10194-2000标准中附标准中附A6明显不同，增大明显不同，增大33%。 ZFFXNX

3、BZRMFXNYB2ZMMXNXB32RFMXBYB101.1.叶片叶尖加长气动设计叶片叶尖加长气动设计 由于叶片加长时，风轮角速度不变：由于叶片加长时，风轮角速度不变： 分布载荷与半径分布载荷与半径r r无关，因此，只要在加长叶片无关，因此，只要在加长叶片0rR0rR之间保持分布力不变，在不考虑弹性变形的情况之间保持分布力不变，在不考虑弹性变形的情况下，气动效率与原来的叶片相当。下，气动效率与原来的叶片相当。112.2.检查叶片气动外形设计是否合理检查叶片气动外形设计是否合理 对于大型风力发电机组叶片，考虑由于轮毂和叶尖的对于大型风力发电机组叶片，考虑由于轮毂和叶尖的效率降低，在效率降低，在

4、 之间，最佳气动效率时叶片旋之间，最佳气动效率时叶片旋转平面内的分布力转平面内的分布力f fYBYB应该差不多是基本相等，并且接近于应该差不多是基本相等，并且接近于0.593V0.593V3 3/Z/Z/。RrR75. 03 . 03.叶片设计叶片设计 不考虑轮毂影响和叶尖损失，在不考虑轮毂影响和叶尖损失，在 之间，半之间，半径增加径增加1 1倍，相同半径增量圆环发电功率增加倍，相同半径增量圆环发电功率增加1 1倍，旋转平倍，旋转平面内作用力不变，法向力增加面内作用力不变，法向力增加1 1倍，对叶根的旋转平面内倍，对叶根的旋转平面内弯矩增加弯矩增加1 1倍，法向弯矩增加倍，法向弯矩增加3 3倍，如果仅从叶根弯矩的角倍，如果仅从叶根弯矩的角度来考虑，似乎更应该重视利用靠近叶根的风能，当然叶度来考虑，似乎更应该重视利用靠近叶根的