目前 ， 在 风力机叶轮的气动设计方面，还没有其系统的设计模型和方法，只有一些针对某一方面的模型，这些模型还无法规纳成一套可靠的系统的设计模型[(1]，Gourieres在他的风力机设计理论的书中也只能介绍几种简化的有关设计模型[2]，所用的设计方法主要还是以经验设计为主，不是全面系统地考虑叶轮的各种影响因素，如Habali[31在他的设计工作中主要考虑了叶片翼型对叶轮运行的气动作用，Voutsinasl4]只是对偏航工况下叶轮的气动特性及操作进行了分析研究，文献{5}也仅对叶轮功率等气动特性进行计算分析等。本文综合分析各种有关叶轮因素的气动模型，建立了一套考虑风力机各种因素的叶轮气动设计数值方法。2 叶轮优化设计的数学模型2.1 确定叶轮直径的模型根据 前 人 大量的实践，对于现代高速风力机，其额定功率可粗略地写为[2]P = 0 .2D2V3其中，D为叶轮直径(m), V为额定风速(m/s).2.2 叶片弦长的模型2.2.1 简化的风车模型在这个模型中，假设风力机按照照贝茨理论的最佳条件运行，不考虑叶片涡流的分布及影响，得[2]Clb， 一(1 6-7r/9 )R/[ Ao 了 A2(r 2/R2 )+( 4 / 9) ] (1)其中，Cl为叶片截面翼型升力系数，b为叶片数，l为叶片截面弦长，R为叶轮半径，A。为叶轮尖速比(= wR/V.,。为叶轮转速)，r为本截面所在叶轮径向坐标。2.2.2 Glauert涡流模型本模型考虑了叶轮及叶片涡系对叶片气动特性的影响，由涡流引起的诱导风速可看成是由中心涡系、每片叶片的附着涡系及叶片尖部形成的涡系叠加的结果。主要公式为[2]Cib l= [8- 7rr( 1一 k) sin e0 COs E] /[(1 + k ) Co s (I 一:)」(2)其中，:为叶片翼型气动特性的升力线角，0为叶轮旋转面与当地气流的夹角，k为中间变量，该模型详细见文献[2]。
京公网安备 11010802033920号
Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
评论