风力发电课程设计 风力机叶片设计

1、课 程 设 计设计题目： 风力发电技术课程设计 课程设计要求一、课程设计的目的和意义通过课程设计使学生能综合运用所学基础理论、基本技能和专业知识，联系生产及科研实际完成某一课程设计题目。培养学生分析和解决工程问题的能力以及一定的科研、实践能力；培养学生严谨、求实的治学方法和刻苦钻研、勇于探索的精神；培养学生的业务素质、创新意识和团队精神等。课程设计过程中，深化有关理论知识，扩大知识面，获得阅读文献、调查研究、总结提炼以及使用工具书和写作等方面的综合训练。通过课程设计工作可以有效地检验“教”、“学”质量。二、课程设计对学生的要求1. 指导教师指导下，学生在规定时间内正确、相对独立地完成一项给定任

2、务的全过程，包括资料收集、调研、方案比较、数据采集与处理、计算与结果分析、总结提炼观点、得出结论、绘制有关图表、编写设计报告、说明讲解与回答问题、课程设计考核等。严禁以任何方式抄袭他人成果或网上相关文章，也不能请他人代替完成设计，一经发现，课程设计成绩按不及格处理。2. 根据设计任务书要求，学生在设计开始较短时间内(1-2天)应掌握所进行课程设计的内容，包括：资料收集与准备、设计任务与思路、工作任务分解、各阶段任务的时间分配、暂时存在的问题等。3. 设计过程中，学生应主动向指导教师汇报工作进度和遇到的疑难问题，争取指导教师的指导和监督。指导教师会随时进行指导，并抽查学生的设计进展情况。4. 学

3、生应严格遵守纪律。按指导教师要求，在规定时间、固定教室内进行设计，如有特殊情况，应及时告知指导教师，严格请假制度。5. 设计考核前学生需提交课程设计报告，设计报告应按照相关规范进行撰写，并按指导教师要求整理、修改，及时上交。晚交设计报告，成绩降档处理；不交设计报告，按不及格处理。6. 属下列情况之一者，不予考核并取消设计成绩：(1)没有保证设计时间，缺席时间三分之一以上者或未完成规定任务的最低限度要求；(2)剽窃他人设计结果或直接照抄他人设计报告；(3)设计结果存在较大错误，经指导教师指出而未修改；(4)设计结果在书写或其他方面未满足规定的最低要求。三、课程设计考核1.课程设计的过程考核(1)

4、 学生是否按设计任务书所提出的要求与时间，完成各阶段所规定的任务。(2) 设计完成的质量和完成过程中所表现的创造性和学习态度，包括出勤情况等。(3) 学生是否较好掌握设计所涉及的基础理论、基本技能和专业知识等。(4) 设计报告思路是否清晰，文字、公式及图表等是否符合规范，报告上交是否及时等。(5) 必要时学生需上交课程设计草稿，设计结束当天进行答辩或笔试考核等。2.课程设计的成绩评定课程设计成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级分制记分，成绩包括平时答疑成绩、设计说明书成绩和答辩成绩三部分，其中平时答疑占20分，设计说明书成绩占40分，答辩成绩占40分。 风力发电技术课程设计设计内容及

5、要求1设计目的：风力发电技术课程设计是新能源科学与工程专业重要的实践性教学环节。通过该教学环节，使学生熟练掌握风力机叶片工作原理，并能够通过结合动量叶素理论相关知识与给定的环境条件设计出工作叶片，巩固和提高其风力机叶片设计及制造知识，树立其理论知识指导设计的工作思想，加深其对现场生产实际的了解，培养其对工程技术问题严肃认真、负责的态度，为其以后从事实际工作打下坚实的基础。2设计内容和要求：一、设计内容： （1）基于叶素和动量理论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）

6、编写设计说明书，并附上必要的计算公式； （6）分组分别设计出不同翼型的风力机叶片。2、 设计要求： （1）掌握风力机叶片设计原理； （2）掌握风力机叶片设计过程； （3）完成风力机叶片参数的确定； （4）按时提交课程设计报告、图纸，课程设计报告不少于5000字，统一用A4纸，符合科技文体规范。主要内容及装订顺序：封面、课程设计要求、课程设计任务书、课程设计任务分配表、成绩考核表、摘要、目录、设计计算说明书正文、设计日志、总结； （5）设计计算说明书正文部分应该包括以下几项内容：1）前言，2）设计任务简述，3）设计理论，4）设计过程，5）设计数据，6）设计图表，7）设计结论，8）参考文献； （6

7、）设计报告严禁抄袭，否则按不及格论； （7）绘图要求准确； （8）按时做好答辩用PPT，参加课程设计答辩。3设计工作任务及工作量的要求一、对于给定的风力机工作环境以及功率按照给定的参数设计风力机工作叶片 每组同学数据给定情况不同可以采用手算和计算机编程序两种方式进行，在答辩时要提前说明计算方法以及在每种方法中遇到的问题，经教师校验方法正确后方可进行答辩。二、编制课程设计计算说明书设计计算说明书中应附上主要计算公式以及适用条件、工作原理、设计方法、系统构成及流程、计算成立条件，字数5000字（至少要3000字），要求条理清晰，逻辑严密，字迹工整。4主要参考文献：1 风力机设计理论及方法.赵丹平.

8、北京大学出版社,2012.2 风力发电技术及应用.范海宽.北京大学出版社,2013.3 风力机空气动力学.吴双群.北京大学出版社,2009.4 风力发电系统的设计、运行与维护. 叶杭冶.电子工业出版社,2010.5 风力机设计、制造与运行. 何显富,卢霞等.化学工业出版社,2009.6 风力发电机组原理及应用(第2版). 姚兴佳,宋俊.机械工业出版社,2009.7 风力发电机组设计.芮晓明.机械工业出版社,2010.8 CAD绘图的相关资料及其他风力发电相关书籍、技术文章等.5所用基础理论： 根据动量理论，描述作用在风轮上的力与来流速度之间的关系。 根据叶素理论，将风轮叶片沿展向分成许多微段，

9、即叶素，并假设在每个叶素上作用的气流相互之间没有干扰，作用在叶片上的力可分解为升力和阻力。 叶素-动量理论，假设各个叶素单元作用相互独立，各个圆环之间没有径向干扰，轴向诱导因子并不沿着径向方向改变。6相关参数的选定：（1） 额定风速： m/s （2）额定功率： kW（3）起动风速：m/s（4）机电效率：（5）抗最大风速：m/s（6）风轮转速：rpm（7）风能利用系数：（8）传动效率：（9）发电机效率： （10）叶片材料：碳纤维复合材料7. 常用变量参数声明：Pu-额定功率P-设计计算功率P-风流经风轮损失功率D-风轮直径L-叶片长度B-叶片数C-叶片剖面弦长-风轮实度R-风轮半径r-叶素距旋转

10、中心的距离A-风轮扫过的面积U1-额定风速，来流风速U2-风流过风轮后的下风向风速-叶素攻角，最佳攻角Cl-升力系数Cd-阻力系数-叶素入流角-叶素扭角，桨距角 -r/R叶素到旋转中心距离与风轮半径的比值 Cx-法向力系数 Cy-切向力系数 -风轮旋转角速度，额定旋转速度 -叶素旋转速度与主流风速比 。-叶尖速比 W-叶素合成流速 r-叶片弦长实度 M-叶片转矩 T-风轮轴向推力 a-轴向诱导因子 b-周向诱导因子8 工作计划及进度： 第一章 绪论1.引言随着化石能源的过渡消耗以及其对环境带来的严重影响，风能凭其清洁、可循环利用等诸多优点而越来越受到重视，各国都在积极开发利用本国的风能资源，中

11、国也不例外。探索小型风力发电机复合材料叶片设计与制造方能源是人类社会发展的不竭动力，现今化石能源的日益枯竭和其带来的环境 污染问题成为困扰社会的两大难题。破解迷局的重要方式之一是用清洁能源代替 传统能源，而风力发电正是清洁能源中技术最成熟，价格最接近传统火力发电的 新能源。风力发电在全球方兴未艾，欧洲计划在2020年使风力发电量达到总发电量的12，其他各发达国家也正在大力发展风力发电。中国风能资源丰富，非 常适合发展风力发电技术。本文对占我国面积50地域的风能可利用区进行了研 究，这里居住着我国绝大多数的贫困人口、农牧民和边防军人，发展适合那里的 偏低风速风力发电技术可以改善生活条件和生存环境

12、并且可以促进当地的经济发展。风能可利用区大于3ms风速每年只有20004000h，而如今的风能发电技 术都属高风速技术，启动风速较高，不适合在这一地区应用。要更高效的利用这 么广大地域的风能只有发展新型适合偏低风速地域的风力发电技术，而叶片又是 风力发电机中最重要的单元。叶片设计的好坏决定了风力发电机的优劣。 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74109MW，其中可利用的风能为2107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用-主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 把风的动能转变成机械

13、动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。风力机空气动力学课程设计是风能与动力工程专业中重要的实践性教学环节。通过该教学环节，使学生熟练掌握风力机叶片工作原理，并能够通过结合动量叶素理论相关知识与给定的环境条件设计出工作叶片，巩固和提高其风力机叶片设计及制造知识，树立其理论知识指导设计的工作思想，加深其对现场生产实际的了解，培养其对工程技

14、术问题严肃认真、负责的态度，为其以后从事实际工作打下坚实的基础。2. 设计任务简述。（1） 、课程设计的流程（2） .概念设计内容a. 叶轮直径计算与设计b.额定风速与转速的确定c.功率控制方式e.叶片性能分析与计算f.叶片造型的设计 第二章 叶片设计理论1、叶素理论 叶素理论的基本出发点是将风轮叶片沿展向分成许多微段，称这些微段为叶素。假设在每个叶素上的流动相互之间没有干扰，即叶素可以看成是二维翼型，这时，将作用在每个叶素的力和力矩沿展向积分，就可以求得作用在风轮上的力和力矩。 对每个叶素来说，其速度可以分解为垂直于风轮旋转平面的分量和平行风轮旋转平面的分量，速度三角形和空气动力分量如图2-

15、3所示。图中：角为入流角，为迎角，为叶片在叶素处的几何扭角。 合成气流速度引起的作用在长度为dr叶素上的空气动力可以分解为法向力和切向力，和可分别表示为 （2-1） 其中 空气密度；c叶素剖面弦长；e、q分别表示法向力系数和切向力系数，即 （2-2） 这时，作用在风轮平面dr圆环上的轴向力可表示为 （2-3） 式中 B-叶片数。作用在风轮平面dr圆环上的转矩为 （2-4）2、动量叶素理论为了计算作用在风轮叶片上的力和力矩，必须计算风轮旋转面中的轴向诱导因子a和周向诱导因子b，这就需要用动量叶素理论来求解。 因为 和 （2-5）由叶素理论可得 和 （2-6） 综上可得 （2-7）式中 （2-8）

16、由图（2-3）所示的速度三角形和式 （2-9）可得 （2-10）整理后可得 （2-11）同理 （2-12）由上述公式可得 （2-13）由图2-3所示的速度三角形和式(2-9)可得 （2-14）将式(2-10)和式(2-14)代入式(2-13)可得 （2-15）如果考虑普朗特叶尖损失修正因子 （2-16）则式(2-11）和式(2-16)可表示为 （2-17）这样，根据上面的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_x0001_ 设a和b的初值，一般可取0 ；计算入流角计算迎角根据翼型空气动力特性曲线得到叶素的升力系数和阻力系数：计算叶素的法向力系数和切向力系数。计

17、算a和b的新值比较新计算的a和b的值与上一次的a和b值，如果误差小于设定的误差值(一般可取0001)，则迭代终止；否则，再回到继续迭代。需要指出的是：当风轮叶片部分进入涡环状态时，动量方程不再适用；这时，可用下面的经验公式对动量叶素理论进行修正。_x0001_ 尔森(Wilson)修正方法当a0.38时，将第步中的由 （2-18） 代替。葛劳渥特(Glarert)修正方法当a0.2时，将第步中的由 （2-19） 代替。式中 （2-20）需要指出的是：在上述计算轴向诱导因子a和周向诱导因子b时，都假定风轮的锥角Z为零，当风轮的锥角不为零时，则式(2-11)、(2-15)可分别表示为 （2-21）

18、式中 （2-22）根据上面的方法就可以用选代方法求得风轮有锥角时的轴向诱导因子a和周向诱导因子b。3、葛劳渥旋涡理论及叶片外形的确定 葛劳渥旋涡理论是由美国马萨诸塞州阿默斯特大学的研究者建立的一种风轮理论模型，它考虑了气流通过风轮后的旋涡效应以及气流由旋涡效应而产生的诱导速度。 （1）、风轮的旋涡系风轮的叶片是有限长度的，葛劳渥旋涡理论表明在通过风轮的气流中，在风轮平面及风轮后方都会产生后缘旋涡系，旋涡系由两个主要旋涡组成：一个靠近轮毂，另一个在叶尖当风轮旋转时，通过叶尖和轮毅的气流随后成螺旋状，各后缘旋涡本身也成螺旋形，并证明了通过风轮平面的气流旋转速度是风轮后方气流旋转速度的一半空间给定一

19、点处的风速可以看作是未受干扰的风速和旋涡系诱导速度的合成，而旋涡诱导速度本身又可看成是以下三个旋涡系诱导速度的合速度：(a)以风轮轴线为中心的旋涡：(b)附着在各个叶片上的旋涡；(c)从各个叶尖流出的螺旋状旋涡。葛劳渥漩涡系如图2-4所示图2-4风轮漩涡系 （2）、叶片外形的确定 所谓叶片外形的确定即确定叶片不同旋转半径处叶素的弦长、安装角等，并根据这些叶素构造出整个叶片的形状。本文根据葛劳渥旋涡理论，给出风力机叶片在给定旋转半径，处叶素的弦长和安装角的计算公式参照图2-7，设风轮叶片数为b，风轮的转速为，在风轮后方的气流中，相对于叶片的转速为，设，h称为周向诱导因子，则，根据葛劳渥旋涡理论，

20、则气流通过风轮平面时相对于叶片的角速度可表达为： （2-23）在距转轴，处，叶素的圆周线速度为： （2-24）参照贝茨理论中对风速的定义，设，k称为轴向诱导因子，通过风轮的轴向速度可表达为： （2-25）根据叶素理论和图2-6，在半径为r，处叶素的倾角I和相对速度W(此处只研究速度的大小，故采用标量形式)为： （2-26） （2-27）根据叶素理论有： （2-28）将dR投影到转轴上，再投影到圆周速度U方向上，可dR的轴向分力： （2-29）dR的切向分力： （2-30）由图2-6得到关系式,为叶素升力dRf与总的空气动力dR之间的夹角，由此关系式可将上两式 写为： （2-31） （2-32）

21、则整个风轮位于( r,r+dr)之间的叶素所产生的轴向推力可写为： （2-33）所产生的空气动力扭矩为： （2-34） 接着考虑气流通过风轮时的动量变化情况。由动量定量可知，推力dF等于通过圆环形单元的质量rtl与轴向速度变化量的乘积，即：，由于，则： （2-35）同理。考虑角动量矩可得单元扣矩dM： （2-36）式中，于是得到： （2-37）结合叶素理论和动量定理的结果：由dF表达式并将及其函数W代换后得到： （2-38）转换后得到； （2-39）由dM的表达式可得： （2-40）转换后得到： （2-41）将(2-39)、(2-41)两式相除得： （2-42）在确定轴向诱导因子K和周向诱导因

22、子h倾角I及弦长l，时，根据使功率系数，能得到最大值，同时假设风轮无阻力，即。此时式(2-42)可写为： （2-43）整理后解得： （2-44）当风通过环形区域(r，r+dr)时风机所能得到的功率为： （2-45）结合贝茨理论中的功率系数的概念得到： （2-46）将式(2-44)代入此功率系数表达式得： （2-47）对于给定的值，当要使功率系数有最大值，则必须。经过计算，当k满足方程： （2-48）时可得到最大值。将式(2-48)改写为： （2-49）并设： (2-50)将式(2-50)值代入式(2-48)后除以非并由此计算得到中间变量的表达式： （2-51）对于每个值，可以根据式(2-50)

23、、(2-51)确定k和。计算倾角I和参量的公式也可由前面的推导得出： （2-52） （2-53）为了便于计算的值，仍然假设风轮无阻力即=0。此时Ctblr的表达式可以写为： （2-54）利用此关系式即可确定在某一半径R处叶素的弦长l图2-5说明：由于假设，即c,=o，简化了计算，但实际的风机是不可能没有阻力的，即tgo。而是等于所在运行攻角的值.这时计算出的倾角、弦长等参数会和用公式(2-54)算得的有差别，只是此时tg值很小，只有0.02，如图2-5所示，其值对结果的影响很小，故不再探讨其影响的大小。本章小结：本章主要介绍了风力机的相关基本理论，这些理论是随着流体力学和空气动力学的发展并通过

24、实践而建立起来的，其中贝茨理论是其他两种理论的基础，葛劳渥旋涡理论是一种比较完善的风力机叶片的设计理论理论，它综合利用前两种理论，并考虑气流的旋转效应同时结合动量定理得出叶片形状的设计公式，在第三章中将利用这些公式进行叶片的设计。- 1 -额定风速：7.8 m/s机电效率：=0.72风能利用系数：此处取0.4额定功率：500 w空气密度：1.225 kg/m翼型：NACA 23012起动风速：3 m/s风轮转速：240 rpm叶片材料：复合材料第三章 叶片的设计过程（1） 、计算风轮直径。利用公式 D= = =2.8m则风轮半径R=1.4mm。（2） 、计算叶片长度。假设轮毂半径为80mm，那

25、么叶片长度为 =R-=1400-80=1320mm（3） 、等分叶片。把它分成15等份，则每等份为88mm，取成整数后可以把前14个截面段分为90mm，这样，最后一个截面段为60mm。（4） 计算各截面周速比。首先计算出额定叶尖速比 = = =4.51计算各截面的周速比 =4.51=0.26 = （5）、确定各个截面的安装角和弦长。 1）、确定翼型的设计升力系数和最佳攻角 根据Profili软件输入翼型型号NACA23012,可得到表3-1和图3-1、图3-2、图3-3及图3-4如下所示 AlfaClCdCl/CdCm-8-0.74510.0241-30.917-0.0119-7.5-0.71

26、440.021-34.019-0.0078-7-0.6790.0194-35-0.0043-6.5-0.63950.0179-35.7263-0.0014-6-0.56740.0167-33.976-0.0049-5.5-0.4920.0154-31.9481-0.009-5-0.42680.0131-32.5802-0.0111-4.5-0.3550.0121-29.3388-0.0145-4-0.27780.0115-24.1565-0.0188-3.5-0.2230.0103-21.6505-0.018-3-0.16880.0099-17.0505-0.017-2.5-0.11760.0

27、093-12.6452-0.0154-2-0.07730.0074-10.4459-0.0128-1.5-0.03150.0067-4.7015-0.0104-10.0170.00652.6154-0.008100.11820.006617.9091-0.00430.50.16770.00723.9571-0.001910.22930.007430.9865-0.00261.50.29270.007937.0506-0.00420.36850.008443.869-0.00832.50.4380.008949.2135-0.011330.51140.009354.9892-0.01543.50

28、.58730.009760.5464-0.019940.65120.0165.12-0.02194.50.69720.010367.6893-0.020350.74210.010769.3551-0.01835.50.78870.01171.7-0.016660.83390.011473.1491-0.01476.50.87790.01273.1583-0.012570.92560.012375.252-0.0117.50.97160.012776.5039-0.009381.01620.013475.8358-0.00758.51.0650.013777.7372-0.006391.110.

29、014477.0833-0.00489.51.15830.014977.7383-0.0038101.20240.015876.1013-0.002310.51.24840.016476.122-0.0011111.28870.017673.22160.000611.51.32790.018870.6330.0025121.36350.020167.83580.004812.51.38820.02263.10.0084131.4110.023759.53590.0122 图3-1 图3-3 图3-2 图3-4由图表格可知该翼型的最佳攻角为9.5，设计升力系数为1.1583，阻力系数为0.014

30、9，最大升阻比为77.7383。 2）、应用Glauert方法设计a、 、根据公式 在给定翼型的最佳攻角、升力系数和不同旋转半径的周速比系数的情况下就可以计算出叶片在不同旋转半径叶素的弦长以及其他中间变量、和入流角等。每个翼型的安装角可由公式求出。表3-2为根据各公式计算出来的各截面弦长和安装角以及各个中间变量的值。 表3-2截面编号轮毂半径尖速比叶片半径攻角升力系数周速比irhubrriiClii1804.51 80 9.5 1.158 0.258 2804.51 170 9.5 1.158 0.548 3804.51 260 9.5 1.158 0.838 4804.51 350 9.5

31、1.158 1.128 5804.51 440 9.5 1.158 1.417 6804.51 530 9.5 1.158 1.707 7804.51 620 9.5 1.158 1.997 8804.51 710 9.5 1.158 2.287 9804.51 800 9.5 1.158 2.577 10804.51 890 9.5 1.158 2.867 11804.51 980 9.5 1.158 3.157 12804.51 1070 9.5 1.158 3.447 13804.51 1160 9.5 1.158 3.737 14804.51 1250 9.5 1.158 4.027

32、15804.51 1340 9.5 1.158 4.317 16804.51 1400 9.5 1.158 4.510 中间变量kheCpClbl/rikihieiCpiClbl/rii1.1310.4393.6260.8280.2519.10150.3661.2140.3981.9511.1560.3996.12540.8621.2800.3741.4921.5180.4744.14333.3681.3290.3611.2981.9040.5152.88327.7141.3660.3531.1982.3030.5392.07923.4691.3940.3481.1412.7120.5531.

33、55220.2381.4160.3441.1053.1280.5631.19417.7311.4330.3421.0813.5470.5690.94315.7441.4470.3401.0643.9700.5740.76114.1381.4590.3391.0524.3950.5770.62612.8191.4690.3381.0434.8210.5800.52411.7171.4770.3371.0375.2490.5820.44410.7851.4840.3371.0315.6780.5830.3819.9881.4900.3361.0276.1080.5850.3309.2981.495

34、0.3361.0246.5390.5860.2898.6951.4980.3361.0226.8260.5860.2658.335c角的弧度阻力系数升阻比计入阻力相对半径icii*/180CdiCli/CdiCpi()r/R40.866209.5780.879046970.014977.7400.244593470.05714285731.362299.7340.7131764250.014977.7400.3884536580.12142857123.868310.0620.5823747340.014977.7400.4610721560214290.4720.4

35、836935160.014977.7400.4991440230.2513.969263.3210.409606450.014977.7400.5199359750.31428571410.738236.7230.3532258990.014977.7400.5315777330.3785714298.231213.0660.3094607130.014977.7400.5380654370.4428571436.244192.6960.2747797360.014977.7400.5414783950.5071428574.638175.3150.2467613860.014977.7400

36、.5429622210.5714285713.319160.4740.2237297720.014977.7400.5431820750.6357142862.217147.7410.2045052660.014977.7400.5425424960.71.285136.7450.1882413270.014977.7400.5412996770.7642857140.488127.1820.1743185490.014977.7400.5396216880.828571429-0.202118.8070.1622752770.014977.7400.5376222290.892857143-

37、0.805111.4230.1517614810.014977.7400.5353803180.957142857-1.165106.9710.1454662440.014977.7400.5337794761 b、根据上表可以绘出弦长和安装角随截面半径变化的曲线图图3-5 图3-6c、由公式计算出不计阻力的值，计算值如表3-2所示。再由公式，（其中）计算出计入阻力的值，计算值如表3-2所示。最后根据所算数据绘出r曲线图。如图3-3和图3-4所示。 图3-7 图3-8 （6）、叶片性能计算。叶片性能计算主要有三项内容：(轴向推力；(转矩和功率；(相对应的推力系数、转矩系数和风能利用系数。下面以Wilson设计法为基础讨论叶片性能计算。当考虑到叶梢部损失时，风轮半径r处叶素上的轴向推力、转矩和功率为