基于Glauert法的風力機葉片設(shè)計設(shè)計說明書論文

設(shè)計題目基于Glauert法的風力機葉片設(shè)計年級學生姓名完成日期指導教師目錄TOC\o"1-2"\h\u19694摘要 目的與要求本次課程設(shè)計的主要目的：1.掌握等弦長法設(shè)計風力機葉片的原理和方法2.熟悉工程中繪圖軟件及辦公軟件的操作3.掌握科研報告的撰寫方法二．葉片設(shè)計1.原始數(shù)據(jù)三葉片風力機功率P=700w風速v=9m/s風輪轉(zhuǎn)速n=400rad/min三．數(shù)據(jù)計算1.葉片直徑計算式中P——輸出功率，W；——空氣密度，ρ=1.225kg/m3；D為風輪直徑，m；V——風速，m/s;得到風輪直徑為D=2.4m則風輪半徑為R=1.2m計算葉片葉片長度。取輪轂半徑為200mm，那么葉片長度Lb為等分葉片。=300mm=400mm=500mm=600mm=700mm=800mm=900mm=1000mm=1100mm=1200mm4.計算各截面周速比。首先要額定計算尖速比則各截面周速比為：5.計算軸向誘導因子a和切向誘導因子b。計算中間變量，則得到：然后帶入如下公式得到軸向因子a和切向誘導因子b，結(jié)果為：計算傾角由公式得到各個截面的傾角7.選取攻角，查出相應的升力系數(shù)。(1)計算雷諾數(shù)運動粘度取根據(jù)翼型BE103B的-曲線，查到對應的攻角(2)從翼型BE10305B的升力系數(shù)曲線可以看到，當攻角為12°時升力系數(shù)及升阻比都比較大，為使風力機運轉(zhuǎn)時工作范圍大些，選擇葉尖攻角為7°；在半徑為300mm葉根處的攻角定為11.5°，為計算簡便，按直線分布，得到各個截面處的攻角為：(3)從翼型BE10305B的升力系數(shù)曲線上就可以查到這些攻角值對應的升力系數(shù)了。但是在翼型BE10305B的升力系數(shù)曲線上攻角間隔為0.5°，不容易查到這些還有一位小數(shù)的升力系數(shù)，對此可以采用Matlab或利用數(shù)值計算的方法擬合出翼型BE10305B的攻角和升力系數(shù)的關(guān)系：由此可以得到各個截面的升力系數(shù)為：8.計算安裝角，帶入公式得到各個截面的安裝角9.確定弦長c，利用公式得到各個截面的弦長為用Glauert法設(shè)計結(jié)果見表1-1，表1-1Glauert法得到的各截面參數(shù)截面半徑mm周速比升力系數(shù)傾角攻角安裝角A-A3001.3951.4412.411.50.9B-B4001.861.449.511-1.5C-C5002.3251.437.710.5-2.8D-D6002.799.46.410-3.6E-E7003.2551.435.59.5-4F-F8003.721.424.99-4.1G-G9004.1851.424.38.5-4.2H-H10004.651.413.98-4.1I-I10005.1150.383.67.5-3.9J-J12005.580.353.37-3.7四.使用Matlab導出翼型3D數(shù)據(jù)1.使用profili導出BE10305B翼型數(shù)據(jù),并保存為.txt格式。2.生成葉片的3D數(shù)據(jù)首先將數(shù)據(jù)復制進Excel中每項數(shù)據(jù)除以100轉(zhuǎn)化為相對坐標，然后將第一列x軸進行倒序排列，再打開Matlab計算文檔，生成葉片的3D數(shù)據(jù)。五．建立solidwork模型1.導入曲線數(shù)據(jù)。在每條曲線所處面建立基準面，轉(zhuǎn)換實體引用，并將尾部連接。3.放樣生成葉片模型。4.放樣凸臺拉伸建立葉根模型。5.新建零件，正視前基準面，繪制草圖，繪制一個半徑為200mm的圓。6.凸臺拉伸。以直徑為基準面，進入草圖，繪制中心線。在繪制一個跟葉根長、寬、高相等的葉根孔，在進行凸臺拉伸，最后圓周列陣，形成三個安裝葉根的孔。新建零件，進入草圖，繪制一個圓弧，旋轉(zhuǎn)放樣，形成導流罩。8.新建裝配體，導入零件1，零件2，零件3，面與面之間配合。9.最后圓周列陣形成三葉片模型總結(jié)通過學習和實踐Glauert設(shè)計法，我對風力機葉片的設(shè)計有了更為深入的認識和體會。這種方法不僅為我們提供了一種科學的葉片設(shè)計途徑，更是推動風力發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展的重要動力。在應用Glauert設(shè)計法的過程中，我明確了自己的目標：通過精確計算和優(yōu)化，提升風力機葉片的氣動性能，從而增加風能轉(zhuǎn)換效率。我認為，風力機葉片是風能轉(zhuǎn)換過程中的關(guān)鍵部件，其設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)系到風力發(fā)電機的整體性能。而Glauert設(shè)計法正是基于葉片的氣動特性和渦流分布規(guī)律，通過數(shù)學模型和數(shù)值計算，對葉片的形狀、尺寸和安裝角度等進行優(yōu)化，以達到最佳的風能轉(zhuǎn)換效果。在學習和實踐的過程中，我深感Glauert設(shè)計法的科學性和實用性。它綜合考慮了葉片的氣動特性、結(jié)構(gòu)強度和制造成本等多個因素，通過數(shù)值計算和模擬分析，可以精確地預測葉片的性能表現(xiàn)。同時，Glauert設(shè)計法還具有一定的靈活性，可以根據(jù)不同的需求和條件進行調(diào)整和優(yōu)化，以適應不同的風場環(huán)境和機型要求。為了更加直觀地理解Glauert設(shè)計法的應用效果，我做了一個實驗。例如，在設(shè)計一款新型風力機葉片時，我們利用Glauert設(shè)計法對其翼型、弦長和安裝角度等參數(shù)進行了優(yōu)化。通過計算和模擬分析，我們發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的葉片在風能轉(zhuǎn)換效率上有了顯著提升，同時降低了結(jié)構(gòu)應力和制造成本。這一實例不僅驗證了Glauert設(shè)計法的有效性，也為我今后的工作提供了寶貴的經(jīng)驗?？偟膩碚f，Glauert設(shè)計法是一種非常有效的風力機葉片設(shè)計方法。它不僅提高了風能轉(zhuǎn)換效率，降低了發(fā)電成本，還為風力發(fā)電技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。我相信，在未來的學習和工作中，我會繼續(xù)深入研究和應用Glauert設(shè)計法，為風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展貢獻自己的力量。此外，我也意識到，雖然Glauert設(shè)計法已經(jīng)取得了顯著的成果，但仍有許多值得探索和改進的地方。例如，在葉片的材料選擇、制造工藝和維護管理等方面，還有很大的提升空間。因此，我將持續(xù)關(guān)注風力發(fā)電技術(shù)的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢，不斷學習和更新自己的知識體系，以適應這一領(lǐng)域