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利用等升力系数法设计800w小型风力机叶片

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风电机组的风力机叶片设计与制造是风电行业关键技术之一,因此研究发展风力机叶片设计和制造技术已成为世界各国开发风电技术重要和迫切的任务。本文采用等升力系数法对800w小型风力机叶片进行设计,主要是结合风力机叶片结构与设计要求,采用等升力系数法完成800w小型风力机叶片的选型与参数设计,在此基础上,构建800w小型风力机叶片实体模型,完成800w小型风力机叶片的模态分析,以此验证800w小型风力机叶片设计的有效性。
关键词:风力机;叶片;等升力系数法;设计
风力机设计
近年来,随着全球经济的飞速发展,常规能源被大量消耗利用,然而常规能源的储量有限,随着常规能源储量日益减少,人们将面临严峻的能源供应问题。在许多可再生能源中,风能具有蕴藏量大、清洁、可再生、分布广泛、无污染等优点。因此,风能得到大力开发利用,风力发电是利用风资源的有效途径,并具有规模化发展优势以及广阔的商业发展前景,已深受世界各地人们的重视。对减少常规能源的消耗以及环境保护等方面有重要的意义。
面对当前社会快速高涨的风能需求,传统风电问题也逐渐突显出来。传统风力机叶片以动量叶素理论为指导,通过选取高升力、高升阻比的翼型,按照一定的规则对翼型气动中心旋转排列,来提高风力机效率,然而如何对翼型及其排列顺序进行优化以提高风力机叶片的运行效率,目前仍较缺乏理论研究与试验经验,同时也是国外技术垄断的重点之一。但目前风力机运行效率普遍在35%左右,与贝茨理论计算得出的理想状态下风轮的极限效率59.3%相比,仍有巨大的提升空间;同时风力机在运行过程中,由于叶片失速导致的“颤振”现象,极易引发叶片强度失效,造成严重损失,因此对提高风机叶片的风能利用率和强度性能提出了更高要求。

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