一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其葉中偏葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離為弦長(zhǎng)，所述橫截面的最大厚度為弦長(zhǎng)的38.0%-42.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的25%-35%；所述橫截面的最大彎度為弦長(zhǎng)的2.5%-3.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的75%-85%；所述前緣的半徑為弦長(zhǎng)的12.0%-16.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長(zhǎng)的2%-4%。該翼型綜合性能優(yōu)于相同相對(duì)厚度的傳統(tǒng)DU、NACA翼型，不但提高了風(fēng)能利用效率，而且減輕了結(jié)構(gòu)重量，降低了疲勞載荷，已成為研制大型高效低成本風(fēng)力機(jī)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。
【專利說明】一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]隨著能源和環(huán)境問題日益突出，儲(chǔ)量豐富、無污染和可再生的風(fēng)能逐漸受到人們 的重視。風(fēng)電機(jī)組的核心部件——葉片具有不同厚度和扭角分布的翼型截面，其翼型的 氣動(dòng)性能與整機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性密切相關(guān)。早期風(fēng)力機(jī)在葉片設(shè)計(jì)時(shí)首選的是發(fā)展比 較成熟、升阻特性較好的航空翼型，但實(shí)踐證明這類翼型的設(shè)計(jì)并不能很好的滿足風(fēng)機(jī)設(shè) 計(jì)和使用要求，如對(duì)于失速型風(fēng)力機(jī)而言，在失速區(qū)會(huì)產(chǎn)生過高的峰值能量和峰值載荷，不 僅損壞了發(fā)電機(jī)，而且加重了葉片的載荷，降低了葉片的壽命，同時(shí)由于風(fēng)力機(jī)長(zhǎng)期在野外 工作，受沙塵、雨滴等作用葉片表面粗糙度增加，翼型氣動(dòng)性能迅速惡化導(dǎo)致的能量損失可 達(dá) 20%-30%。[0003]目前國內(nèi)風(fēng)力機(jī)專用翼型的研究工作剛剛起步，國內(nèi)部分葉片廠只能對(duì)國外生產(chǎn) 的風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行測(cè)繪仿制，因?yàn)槿狈σ硇偷膸缀魏蜌鈩?dòng)性能數(shù)據(jù)，直接影響了我國大型風(fēng) 力機(jī)的自主設(shè)計(jì)水平。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種風(fēng)能利用效率高、結(jié)構(gòu)重量輕的新的大厚度翼 型風(fēng)機(jī)葉片，成為我國風(fēng)力機(jī)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，使其重量 減低、風(fēng)機(jī)綜合性能提高，從而克服現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)重量重、風(fēng)能利用率低的不足。[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其葉中 偏葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離 為弦長(zhǎng)，所述橫截面的最大厚度為弦長(zhǎng)的38.0%-42.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的 25%-35% ;所述橫截面的最大彎度為弦長(zhǎng)的2.5%-3.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的 75%-85% ;所述前緣的半徑為弦長(zhǎng)的12.0%-16.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長(zhǎng)的2%_4%。[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，本實(shí)用新型還可通過下述方案實(shí)現(xiàn):[0007]一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片,其中,所述最大厚度為弦長(zhǎng)的39.97%，最大厚度 處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的30%，最大彎度為弦長(zhǎng)的3.2%，最大彎度處與前緣的距離為弦長(zhǎng) 的77%，前緣半徑為弦長(zhǎng)的14.0%，尾緣端面厚度為弦長(zhǎng)的2.43%。[0008]一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其中，所述的壓力面型線和吸力面型線為貝茲 曲線。[0009]采用這樣的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):[0010]1、本方案提供的相對(duì)厚度為40%的翼型(命名為UP40)綜合性能優(yōu)于相同相對(duì)厚 度的傳統(tǒng)DU、NACA翼型，比傳統(tǒng)的DU00-W-401綜合性能提高3.2%。[0011]2、新翼型不但提高了風(fēng)能利用效率，而且減輕了結(jié)構(gòu)重量，降低了疲勞載荷，已成 為研制大型高效低成本風(fēng)力機(jī)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。【專利附圖】

【附圖說明】[0012]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手 段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。[0013]圖1是本實(shí)用新型一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片的葉中偏葉根部橫截面結(jié)構(gòu) 示意圖。[0014]圖2是圖1中尾緣的局部放大圖。[0015]圖3為本實(shí)用新型一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片的橫截面外輪廓曲線圖。[0016]圖4是本實(shí)用新型一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片與DU00-W-401的升力系數(shù)對(duì) 比圖。[0017]圖5是本實(shí)用新型一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片與DU00-W-401的升阻比對(duì)比圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0018]參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型提供相對(duì)厚度為40%的葉片翼型(命名為UP40)，本實(shí)用 新型所提供大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片的葉中偏葉根部橫截面由前緣1、尾緣2、吸力面型 線3和壓力面型線4構(gòu)成，其中前緣I是圓弧，前緣I分別與吸力面型線3、壓力面型線4連 接，連接點(diǎn)處的曲率連續(xù)，吸力面型線3末端11與壓力面型線4末端13連接形成尾緣2。[0019]首先，對(duì)圖1中各部分的名稱做如下定義:[0020]1、中弧線10:在翼型內(nèi)做一系列吸力面型線3和壓力面型線4的內(nèi)切圓，這些內(nèi) 切圓圓心的連線稱為翼型的中弧線10。[0021]2、弦長(zhǎng):中弧線10如后兩端點(diǎn)的連線稱為翼弦，翼弦的長(zhǎng)度簡(jiǎn)稱弦長(zhǎng)。[0022]3、彎度C:中弧線10與翼弦之間的最大垂直距離稱為翼型的最大彎度，簡(jiǎn)稱彎度， 它與弦長(zhǎng)的比值稱為相對(duì)最大彎度。[0023]4、前緣半徑:通過翼型的前緣I的內(nèi)切圓半徑稱為前緣半徑，其與弦長(zhǎng)的比值稱 為相對(duì)前緣半徑。[0024]5、最大厚度D:翼型內(nèi)切圓中最大的內(nèi)切圓的直徑稱為翼型的最大厚度，它與弦 長(zhǎng)的比值稱為相對(duì)最大厚度。[0025]6、最大厚度位置:沿翼弦由前緣點(diǎn)到最大厚度處的距離稱為最大厚度位置，其與 弦長(zhǎng)的比值稱為相對(duì)最大厚度位置。[0026]7、最大彎度位置:由前緣點(diǎn)到最大彎度處沿翼弦方向的距離叫做最大彎度位置， 它與弦長(zhǎng)的比值稱為相對(duì)最大彎度位置。[0027]8、尾緣端面12:吸力面型線3的末端11和壓力面型線4的末端13連線構(gòu)成的線 段為尾緣端面12，其厚度與弦長(zhǎng)的比值成為相對(duì)尾緣端面厚度。[0028]參照?qǐng)D3所示，本實(shí)用新型的壓力面型線4和吸力面型線3采用的是Bezier (貝 茲)曲線，本方案設(shè)計(jì)的相對(duì)厚度為40%的翼型(UP40)的幾何數(shù)據(jù)如下:[0029]UP40各部分參數(shù)值的范圍:[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其葉中偏葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾 緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離為弦長(zhǎng)，其特征在于:所述橫截面的最大厚度為弦長(zhǎng)的38.0%-42.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的 25%-35% ；所述橫截面的最大彎度為弦長(zhǎng)的2.5%-3.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的 75%-85% ；所述前緣的半徑為弦長(zhǎng)的12.0%-16.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長(zhǎng)的2%-4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其特征在于:所述最大厚 度為弦長(zhǎng)的39.97%，最大厚度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的30%，最大彎度為弦長(zhǎng)的3.2%，最 大彎度處與前緣的距離為弦長(zhǎng)的77%，前緣半徑為弦長(zhǎng)的14.0%，尾緣端面厚度為弦長(zhǎng)的2.43%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大型風(fēng)機(jī)的大厚度翼型葉片，其特征在于:所述的 壓力面型線和吸力面型線為貝茲曲線。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK203383990SQ201320403522
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】周文明, 代海濤, 劉丹 申請(qǐng)人:國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司