风力机叶片s832

1、 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： 2014.1.6-2014.1.12一、 目的与要求本次课程设计的主要目的：1. 掌握动量叶素理论设计风力机叶片的原理和方法2. 熟悉工程中绘图软件及办公软件的操作3. 掌握科研报告的撰写方法本次课程设计的主要要求：1 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2 每小组提供一个手工制作的风力机叶片二、 主

2、要内容设计并制作一个风力机叶片1 原始数据三叶片风力机功率P6.03KW来流风速7m/s风轮转速72rpm风力机功率系数Cp0.43传动效率为0.92发电机效率为0.95空气密度为1.225kg/m32 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。3 设计任务2.1 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。2.2 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。三、 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课程设计答辩半天四、 数据计算

3、选用翼型s832(一) 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：(二) 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： 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，则由式得到各截面处的叶尖速比分别为： (三) 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

4、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：(四) 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a =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；

5、（3）计算迎角a = f -q；（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 （6）计算a和b的新值 （7）比较新计算的a和b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0.001），则迭代终止；否则，再回到（2）继续迭代。其中，F为普朗特叶尖损失修正因子，且 由以上迭代公式得到计算程序（见附录），并由程序计算得到个界面处的入流角：因为根部有轮毂，故从15%处开始计算扭角叶片半径的15%截面处扭角：=30.0669°叶片半径的20%截面处扭角：=27.3216°叶片半径的30%截面处扭角：=2

6、0.7676° 叶片半径的40%截面处扭角：=15.8378° 叶片半径的50%截面处扭角：=12.3538° 叶片半径的60%截面处扭角 =9.8138° 叶片半径的70%截面处扭角：=7.8657° 叶片半径的80%截面处扭角：=6.2398° 叶片半径的90%截面处扭角：=4.5121° （8）叶片制作1. 选取比例1：52. 在坐标纸上以前缘点为原点建立弦长为横坐标，厚度为纵坐标的坐标系，安比例缩s918的翼型（见附录）给定数值，描点并连线得到八个截面的翼型；3. 将连好形状的坐标纸贴在硬纸板上，沿线剪下；4. 在各

7、截面1/4处确定为转轴的位置；5. 扭角的固定：将翼型截面转至相应的扭角位置，画一条直线，在直线上选取两点挖点并以两根铁丝将翼型穿起，形成骨架；6. 外形生成：将纸裁成条后，沿支架贴于表面，形成叶片。一、二、三、四、五、 总结当我们完工的那一瞬间，我感到了一种成就感，即使不是最完美的，但是我终于理解了那些付出后得到结果那种幸福。当然除了这以外，我们对风机叶片的知识理解加深了，对手工艺品制作的动手能力增强了，同组人之间的默契与了解得以深入，我收获了很多，觉得这个课程设计很充实，很有意义，在初期计算应用的c语言，中期绘图是运用的cad软件绘图，在后期制作时候的具体动手能力，这一切都让我们成长。所以

8、，当我做完一件事再回想起来，总结到的东西就是成长。这次也是如此，我深刻明白了做事情需要逻辑的严谨和事情顺序的重要性。正所谓人生如棋局，深谋远虑者胜。严密的前期思考，辛勤的中期劳作，深入的后期总结，这就是收获与成长。一、二、三、四、五、六、 参考文献张果宇，冯卫民，刘长陆，俞剑锋 ，风力发电机叶片设计与气动性能仿真研究，能源研究与利用 , Energy Research & Utilization,2009年 01期 Design of a Tapered and Twisted Blade for the NREL Combined Experiment Rotor Marc

9、h 1998 March 1999 P. Giguère and M.S. Selig Department of Aeronautical and Astronautical Engineering University of Illinois at Urbana-Champaign Urbana, Illinois 贺德馨 等 著 ，风力机空气动力学-风力发电技术系列教材附录1. 程序：#include<stdio.h>#include<math.h>#define R 4.932#define W 7.536main()double a,b,a1,b1,

10、a2,b2,f,f1,f2,h1,h2,h3,x,Cl,Cd,d9=0.15,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,Cn,Ct,c9=1.148113,0.951044,0.690567,0.535684,0.435637,0.366366,0.315790,0.277331,0.247141;int i;Cl=0.9440;Cd=0.01980;for(i=0;i<9;i+)a2=b2=0;doa1=a2;b1=b2;x=atan(1-a1)*7.0/(1+b1)/W/di/R);f1=sin(x);f2=cos(x);f=2.0/3.14*acos(exp(

11、-1.5*(R-R*di)/R/di/f1);Cn=Cl*f2+Cd*f1;Ct=Cl*f1-Cd*f2;h1=3.0*ci/2.0/3.14/di/R;h2=h1*Cn/4.0/f/f1/f1;h3=h1*Ct/4.0/f/f1/f2;a2=h2/(1.0+h2);b2=h3/(1.0-h3);a=fabs(a1-a2);b=fabs(b1-b2);while(a>=0.001)|(b>=0.001);printf("%f展长处的迎角,a,b分别为%f ,%f ,%fn",di,x,a1,b1);运行输出结果：2. 气动数据表1攻角升力阻力俯仰力矩ClCdCm

12、Cl/Cd-57.455883.1744-11.53940.0759601120.03234062-0.1175627992.34875252051.59271.42164-11.14390.5256237060.01448359-0.11353346536.2909738597.62752.03219-10.91040.994623820.02070384-0.1111545848.040537510126.3313.87906-9.547261.2870535640.03951966-0.09726698132.567426112134.45.0816-8.968311.3692601110.05177107-0.09136866926.448362714138.9866.74806-8.542481.415982