一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，本發(fā)明所述葉片采用的翼型之之上翼面坐標(biāo)滿足方程：yl=-0.6286*x~4+l.448*x~3-1.454*x~2+0.6346*x+l.274*10'(-4);翼型之下翼面坐標(biāo)滿足方程：y2=0.4258*x"4-l.064*x"3+0.6204*x~2+0.01808*x-2.298*10"(-4)，其中：0彡x彡1，在0<x<0.02處，上、下翼面平滑過渡；本發(fā)明所述葉片，由翼型根據(jù)設(shè)計(jì)安裝角構(gòu)建得到，該葉片與標(biāo)準(zhǔn)葉片相比，效率提高了26.48%。
【專利說(shuō)明】—種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電設(shè)備，特別涉及一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。
技術(shù)背景
[0002]風(fēng)能，取之不盡用之不竭。在資源緊缺的當(dāng)今世界，風(fēng)能的有效利用越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。
[0003]小型風(fēng)電作為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)補(bǔ)充技術(shù)，完成或解決了大型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不能完成或不能解決的問題。例如在我國(guó)福建、云南等低風(fēng)速區(qū)省份，由于風(fēng)速常年較低，無(wú)法滿足大型風(fēng)力機(jī)的工作需求，大型風(fēng)電在當(dāng)?shù)夭痪邆浒l(fā)展條件，而對(duì)風(fēng)速要求相對(duì)較低的小型風(fēng)力機(jī)，卻在當(dāng)?shù)鼐哂休^大的市場(chǎng)空間。我國(guó)的風(fēng)能資源分布情況決定了小型風(fēng)力機(jī)在我國(guó)大部分地區(qū)具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004]翼型決定葉片性能，葉片決定風(fēng)力機(jī)效率。在對(duì)小型風(fēng)力機(jī)進(jìn)打改進(jìn)和提效的過程中，葉片是關(guān)鍵，翼型是基礎(chǔ)。
[0005]本發(fā)明從仿生學(xué)中尋找靈感，經(jīng)過對(duì)鳥類翅膀的相關(guān)研究，總結(jié)出一種新翼型，并對(duì)翼型構(gòu)建葉片的安裝角和對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到一種新的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。經(jīng)試驗(yàn)得知，本發(fā)明所述葉片與標(biāo)準(zhǔn)葉片相比，效率提高了 26.48%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有小型風(fēng)力機(jī)效率有待提高的現(xiàn)象，提供了風(fēng)力機(jī)葉片的改進(jìn)參數(shù)，包括翼型坐標(biāo)方程、構(gòu)建葉片時(shí)翼型的安裝角和對(duì)應(yīng)弦長(zhǎng)，提高了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率。
[0007]本發(fā)明所述葉片⑵由翼型⑴構(gòu)成，其中翼型⑴的上翼面A坐標(biāo)滿足方程:
[0008]yl = -0.6286*χ~4+1.448*χ~3_1.454*χ~2+0.6346*χ+1.274*10~ (_4) ( I )，翼型(I)的下翼面B坐標(biāo)滿足方程:
[0009]y2 = 0.4258*χ~4-1.064*χ~3+0.6204*χ~2+0.01808*χ_2.298*10~(_4)( II )，其中:0<χ<1，在0<χ<0.02處，上翼面Α、下翼面B平滑過渡；
[0010]所述翼型(I)在葉片⑵不同展向位置上的弦長(zhǎng)(C)和安裝角(Θ )滿足下表:
[0011]表I
[0012]

展向位置(mm)弦長(zhǎng)c(mm) 安裝角Θ (° )
0-50HfilO
504417.20
100 100 18.20
150[?ΟΟ|17.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
400415.5049
450?4.5759
500333.8259
550293.2082
[0013]本發(fā)明的有益效果:
[0014]本發(fā)明以標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片和標(biāo)準(zhǔn)翼型作為對(duì)比對(duì)象。本發(fā)明所述翼型與標(biāo)準(zhǔn)翼型相比，升力系數(shù)較大，升阻比較大，氣動(dòng)性能更為優(yōu)良，由該翼型構(gòu)建得到的葉片，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，效率與標(biāo)準(zhǔn)葉片相比提高了 26.48%。本發(fā)明對(duì)風(fēng)力機(jī)的改良由改進(jìn)翼型和優(yōu)化安裝角實(shí)現(xiàn)，不改變?nèi)~片的傳統(tǒng)加工工藝，適用廣泛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明翼型的示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明葉片的主視圖。
[0017]圖3為本發(fā)明葉片的左視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明葉片的俯視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為圖5中的A-A剖面圖。
[0021]圖7為本發(fā)明翼型與標(biāo)準(zhǔn)翼型在雷諾數(shù)為100000、攻角為O?20°時(shí)的升力系數(shù)對(duì)比曲線圖。
[0022]圖8為本發(fā)明翼型與標(biāo)準(zhǔn)翼型在雷諾數(shù)為100000、攻角為O?20°時(shí)的升阻比對(duì)比曲線圖。
[0023]圖9為本發(fā)明葉片與標(biāo)準(zhǔn)葉片在風(fēng)速為O?10.7m/s時(shí)，試驗(yàn)得到的功率對(duì)比曲線圖。
[0024]圖中:1-翼型，2-葉片，3-葉根，4-改進(jìn)設(shè)計(jì)部分，C-弦長(zhǎng)，A-上翼面，B-下翼面。

【具體實(shí)施方式】
[0025]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，為本發(fā)明的實(shí)施例，葉片2由翼型I
根據(jù)表I中的弦長(zhǎng)(c)和安裝角(Θ )構(gòu)建得到。表I中，安裝角(Θ )為翼型I的弦長(zhǎng)(c)與葉片2的旋轉(zhuǎn)平面(xy面)之間的夾角。
[0026]表I
[0027]
展向位置(mm)弦長(zhǎng)c(mm)安裝角Θ (° )
0-50葉根O
504417.20
10010018.20
15010017.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
￥0?5.5049
450?4.5759
500333.8259
550293.2082
[0028]翼型I的上翼面A坐標(biāo)滿足方程:
[0029]yl = -0.6286*χ~4+1.448*χ~3_1.454*χ~2+0.6346*χ+1.274*10~ (_4) ( I )，翼型I的下翼面B坐標(biāo)滿足方程:
[0030]y2 = 0.4258*χ~4-1.064*χ~3+0.6204*χ~2+0.01808*χ_2.298*10~(_4)( II )，
[0031]其中:0彡X彡1，在O彡X彡0.02處，上翼面Α、下翼面B平滑過渡。
[0032]翼型I升力系數(shù)較大，升阻比較大，氣動(dòng)性能更為優(yōu)良。
[0033]圖7所示為本發(fā)明翼型I與標(biāo)準(zhǔn)翼型在雷諾數(shù)為100000，攻角為O?20°時(shí)的升力系數(shù)對(duì)比曲線圖。由圖可知，此種工況下翼型I的升力系數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)翼型，最大升力系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)翼型的1.7825倍。
[0034]圖8所示為本發(fā)明翼型I與標(biāo)準(zhǔn)翼型在雷諾數(shù)為100000，攻角為O?20°時(shí)的升阻比對(duì)比曲線圖。由圖可知，此種工況下翼型I的升阻比高于標(biāo)準(zhǔn)翼型，最大升阻比是標(biāo)準(zhǔn)翼型的1.7726倍。
[0035]圖9所示為本發(fā)明葉片2與標(biāo)準(zhǔn)葉片在風(fēng)速為O?10.7m/s時(shí)，試驗(yàn)得到的功率對(duì)比曲線圖。由圖可知，此種工況下，葉片2與標(biāo)準(zhǔn)葉片相比，效率明顯提高，平均提高率達(dá)
26.48%。
[0036]綜上所述，當(dāng)雷諾數(shù)為100000，攻角為O?20°時(shí)，本發(fā)明翼型I的升力系數(shù)與升阻比均高于標(biāo)準(zhǔn)翼型，與標(biāo)準(zhǔn)葉片相比，本發(fā)明葉片2效率明顯提高，對(duì)風(fēng)能的利用更為充分。
【權(quán)利要求】
1.一種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于:所述葉片⑵由翼型⑴構(gòu)成，所述翼型(I)的上翼面(A)坐標(biāo)滿足方程:
yl = -0.6286*χ"4+1.448*χ"3_1.454*χ"2+0.6346*χ+1.274*10"(-4) ( I )； 所述翼型(I)的下翼面(B)坐標(biāo)滿足方程:
y2 = 0.4258*χ"4-1.064*χ"3+0.6204*χ"2+0.01808*χ-2.298*1(Γ(-4) ( II );其中:0<x< 1，在0<x<0.02處，上翼面㈧和下翼面⑶平滑過渡； 所述翼型(I)在葉片⑵不同展向位置上的弦長(zhǎng)(c)和安裝角(Θ )滿足下表:
展向位置(mm)弦長(zhǎng)c(mm) 安裝角Θ (° )
0-50^FtiO
504417.20
TOO10018.20
15010017.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
400Tl5.5049
450374.5759
500333.8259
550293.2082
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK104214054SQ201410439923
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】叢茜, 王驥月, 梁寧, 毛士佳, 關(guān)歡歡, 劉林鵬, 陳創(chuàng)發(fā) 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)