2025风力发电机机原理概述

目录 31.贝茨（Betz） 42.葛劳渥（GLauert） 7第二节叶片形式与叶片方面概念 81. 92. 10（1） 11（2） 11（3） 11（4） 11（5） 11（6） 11（7） 12（8） 12（9） 13（10）叶片安装角 13（11） 13（12） 13（13） 14（14） 14（15） 14（16） 15（17） 15（18） 16（19） 16（20） 16（21） 16 16 291. 292. 303. 314. 31第五节 33贝茨（Betz）图31是贝茨理想风轮的理论计算图。分析一个放置在流动空气中的理想风轮叶片上所受到的力及流动的空气对风轮叶片所做的功。设风轮前的空气流速为1叶片的空气流速为，2是风轮叶片扫掠后的空气流速；通过风轮叶片前的风速1流经的截面为S1，叶片扫掠面积为S，叶片扫掠后空气流速2流经的截面为S2。图3-1v1—v—v2—S1—S—空气流S2—叶片扫掠后空气流流经的截面空气流以v1v1＞v2，S2＞S1（3-1）S1v1=S2v2=Sv（3-F=ρSv（v1-v2）（3-令其等于0 ρSv3正是空气流为流速v时的动能T，Nmax=CPT（3-葛劳渥（GLauert）图3-2v2=v1-vy（3-16）将式（3-15）和式（3-16）消去vy第二节叶片形式与叶片方面概念图3-3g）h）i）索旺尼斯风轮叶片图3-4g）旋翼式叶片形式翼弦是叶片翼型的重要几何参数。在图35中，从后缘直线，再做和前缘相切且垂直于的直线交线于，则称作翼型的弦，弦长用l表示。对于图35b的弦，由后缘为圆心的圆与前缘相切于点，则连线即为翼型的弦，弦长用表示。 曲面称作翼型的上表面在图3-5a中的曲面称作翼型的下表面图3-5Sy=RLm（3-19）叶片安装角图3-6叶片安装角θ、叶片迎角α和叶片相对风向角ϕ片转速低的风力机，取小值；高速风轮，取大值。表31给出了风轮叶片数与尖速比的匹配值。表3-1多特曾做过试验，试验对象为一种尖速比大的风轮，将其设计的BestRomani风力发电机L/D——升阻比；表3-2叶片升力随迎角的增加而增加，阻力随迎角的增加而减小。当迎角增加到某一临界值时，升力突然减小而阻力急剧增加，此时风轮叶片突然丧失支撑力，这种现象称作失速。图37是升力系数和阻力系数随迎角的变化而变化的曲线。在负迎角时，升力系数随负角的增加而减小，当达到最小值n之后，升力系数随负角的减小而增加。力系数增大。图3-7叶片的升力系数CL、阻力系数CD随迎角α给出的翼型。1933年，美国国家航空咨询委员会（）发表了经大量试验后得出的具有重大意义的115种系列叶片翼型，表示为。例如2418，第一位数字2表示翼型的拱度2。第二位数字表示拱度坐标的十位数40，最后两位数表示翼型的最大厚度18。后来，美国国家航天局研究拱度位置前移对翼型升力和阻力的影响，于1935年又发表了后面用5位数来表示的翼型共36个。如23012，第一位数表示拱度2，第二、三位表示拱度位置坐标的2倍，15的最大厚度12。在给定的翼型中以23012翼型的空气动力性能最好，因而得到广泛应用。表3-3NASALS（1）-0417MOD（续图3-8NASALS（1）-表3-4NACA-23012图3-9NACA-表3-5NACA-4412图3-10NACA-表3-6FX63-137（续图3-11FX63-表3-7CLARKY图3-12CLARKYv——风速，单位为1）u=ωri=2πrin（3-式中u——叶片的线速度，单位为m/s；dFLt=dFL·sinϕ（3-32）dFDt=dFD·cosϕ（3-33）dFLn=dFL·cosϕ（3-34）dFDn=dFD·sinϕ（3-35）图3-13N=∑dFv=Fv（3-Ne=ωM（3-第五节CaCtρvS——风的单位时间内流经风轮的质量，单位为（kg/m3）/s；v——风速，单位为Ne=KCaCtρSv3