风力机叶片s832.doc
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课程设计(综合实验)报告
( 2013 --2014 年度第一学期)
名 称: 风力机空气动力学
题 目: 风力机叶片设计与制作
院 系: 可再生能源学院
班 级: 风能1101班
学 号: 1111540127
学生姓名: 张强
指导教师: 张惠
设计周数: 一周
成 绩:
日期: 2014.1.6------2014.1.12目的与要求
本次课程设计的主要目的:
掌握动量叶素理论设计风力机叶片的原理和方法
熟悉工程中绘图软件及办公软件的操作
掌握科研报告的撰写方法
本次课程设计的主要要求:
要求独立完成叶片设计参数的确定,每人提供一份课程报告
每小组提供一个手工制作的风力机叶片
主要内容
设计并制作一个风力机叶片
原始数据
三叶片风力机功率P=6.03KW
来流风速7m/s
风轮转速72rpm
风力机功率系数Cp=0.43
传动效率为0.92
发电机效率为0.95
空气密度为1.225kg/m3
采用S832风力机翼型,翼型的气动数据(升力系数,阻力系数,俯仰力矩系数)已知。
设计任务
风力机叶片设计:根据动量叶素理论对各个不同展向截面的弦长和扭角进行计算,按比例画出弦长、扭角随叶高的分布。
根据以上计算结果手工制作风力机叶片,给出简单的制作说明。
进度计划
序号 设计(实验)内容 完成时间 备注 1 叶片参数的计算 3天 2 叶片制作 1天 3 报告撰写 1天 4 课程设计答辩 半天 数据计算
选用翼型s832
叶片半径的计算:
由风力发电机输出功率:
得,叶片直径:
叶片半径:
叶尖速比的计算:
整个叶片的叶尖速比:
半径r处的叶尖速比: ①
设计中取9处截面,分别是叶片半径的15%处,叶片半径的20%处,叶片半径的30%处,叶片半径的40%处,叶片半径的50%处,叶片半径的60%处,叶片半径的70%处,叶片半径的80%处,叶片半径的90%处,则由式①得到各截面处的叶尖速比分别为:
各截面处翼型弦长:
确定每个剖面的形状参数N:
可根据公式:
求得:
由弦长计算公式:
并由表1查得最大升力系数 =1.45 ,风机叶片数 B=3,再将各截面处的叶尖速比代入式得
叶片半径15%截面处弦长:=1.148113
叶片半径20%截面处弦长:=0.951044
叶片半径30%截面处弦长:=0.690567
叶片半径40%截面处弦长:
叶片半径50%截面处弦长:
叶片半径60%截面处弦长:
叶片半径70%截面处弦长:
叶片半径80%截面处弦长:
叶片半径90%截面处弦长:
各截面处翼型的扭角:
图1
由图1知各截面处的扭角 :
其中为各截面处的入流角,为翼型临界攻角,且由表2-1查得最大升力系数对应的攻角为( =5°, 即为翼型临界攻角
根据相关关系式就可以通过迭代方法求得轴向诱导因子a和周向诱导因子b,迭代步骤如下:
假设a和b的初值,一般可取0;
(2)计算入流角;
(3)计算迎角( = ( -(;
(4)根据翼型空气动力特性曲线得到叶素的升力系数Cl和阻力系数Cd;
(5)计算叶素的法向力系数Cn和切向力系数Ct
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