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文檔簡介

風力機空氣動力學》課程設計指導書一、基礎理論動量理論：描述作用在風輪上的力與來流速度之間的關系。根據(jù)葉素理論：將風輪葉片沿展向分成許多微段，即葉素，并假設在每個葉素上作用的氣流相互之間沒有干擾，作用在葉片上的力可分解為升力和阻力。葉素-動量理論：假設各個葉素單元作用相互獨立，各個圓環(huán)之間沒有徑向干擾，軸向誘導因子a并不沿著葉輪徑向改變。氣動密巨圖1-1風力機受力示意圖參考公式：軸向速度：v二(1-a)va0切向速度：v=(1+a')wrrot葉素入流流速：V=(1-a)2V2+(1+a')2(?r)2relV 0入流角：sin帖Vo(1-a);cosQ/r(l+a，)VVrel rel攻角：a=Q-B法向力系數(shù)：C二Ccos0+CsinQnl d切向力系數(shù)：C二Csin0-CcosQtl d誘導系數(shù)迭代方程：r—4sin2r—4sin20(Ccr—4sin20C2)

tcCr 1-4sin0cos0cCrt 4sin2?九卩風輪實度：NcNc風輪實度：c= =r 2兀r 2兀站葉素單位圓環(huán)扇面轉矩：5M=4兀pv(wr)a,(1-a)r2§r0功率系數(shù)表達式：p +pv3兀R220翼型與葉尖速比的關系：翼型與葉尖速比的關系：c九C二 4九2M'rl V(1-a)2+(九卩(1+a'))2風輪直徑設計：D二：-8P^兀pCV3p0葉尖速比：九=巴少v0二、葉片設計流程（一）按照給定葉尖速比設計葉片參數(shù)步驟2步驟2：步驟1：yes理r計算每個卩下的轉矩dM、功率dP并將所有dP相加得到P（二）改變葉尖速比，比較設計改變九，繪制Cp和九的對應關系曲線。符號表a：軸向誘導系數(shù)a'切向誘導系數(shù)c：弦長C：阻力系數(shù)：dC：升法向力系數(shù)lC：法向力系數(shù)：nC：切向力系數(shù)：tCp：功率系數(shù)M：轉矩N：葉片數(shù)P：風輪功率P:設計功率Ur：葉素半徑R：風輪半徑v0：來流風速v:軸向風速avrel：入流總速度vt:切向速度rota：沖角卩：當?shù)厝~片弦線到相對于風輪平面的傾角（例如，葉片鈕角加上槳距角）血入流角九：葉尖速比卩：無因此徑向位置，p=r/Rq：風輪實度①：旋轉角速度參考文獻［1］ 風力機空氣動力學.［丹麥］MartinO.L.Hansen著.肖勁松譯.中國電力出版社.2009.6［2］ 風力機空氣動力學.吳雙群趙丹平主編.北京大學出版社.2011.10⑶風能技術.［美］TonyBurton等著.武鑫等譯.科學出版社.200

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