风力机叶片设计与制作课程设计

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1、风力机空气动力学课程设计(综合实验)报告(2012--2013年度第1学期)名称：风力机空气动力学题目：风力机叶片设计与制作院系：可再生能源学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：成绩：日期：2014年1月11日课程设计（综合实验）报告一、目的与要求主要目的：1.掌握动量叶素理论设计风力机叶片的原理和方法2.熟悉工程中绘图软件及办公软件的操作3.掌握科研报告的撰写方法主要要求：1.要求独立完成叶片设计参数的确定，每人提供一份课程报告2.每小组提供一个手工制作的风力机叶片二、设计（实验）正文

2、设计并制作一个风力机叶片1.原始数据三叶片风力机功率P＝6.03KW来流风速7m/s风轮转速72rpm风力机功率系数Cp＝0.43传动效率为0.92发电机效率为0.95空气密度为1.225kg/m35人一组，每个小组采用一种风力机翼型，翼型的气动数据（升力系数，阻力系数，俯仰力矩系数）已知。2.设计任务1)风力机叶片设计：根据动量叶素理论对各个不同展向截面的弦长和扭角进行计算，按比例画出弦长、扭角随叶高的分布。2)根据以上计算结果手工制作风力机叶片，给出简单的制作说明。三、进度计划序号设计(实验

3、)内容完成时间备注1叶片参数的计算3天2叶片制作1天3报告撰写1天4课程设计答辩半天课程设计（综合实验）报告四、数据计算选用翼型s8301.叶片半径的计算：由风力发电机输出功率：得，叶片直径：叶片半径：2.叶尖速比的计算：整个叶片的叶尖速比：设计中取9处截面，分别是叶片半径的0.15,0.20,0.30，……，0.90.3.各截面处翼型弦长：确定每个剖面的形状参数N:可根据公式：求得：由气动数据表查得最大升力系数=1.5283，取风机叶片数B=3，不同半径处叶片弦长的计算由程序直接给出结果及线性

4、优化后修正弦长如下：课程设计（综合实验）报告弦长随叶高分布叶高/m0.73980.98641.47961.97282.4662.95923.45243.94564.4388弦长/m1.08950.90250.65530.50830.41340.34770.29970.26320.2345修正弦长/m0.81140.73420.62140.50830.41340.34770.29970.26320.2345图如下（系列1为计算弦长；系列2为修正后弦长）1.各截面处翼型的扭角：由右上图知各截面处的扭

5、角：其中为各截面处的入流角，为翼型临界攻角，且由气动数据表查得最大升力系数对应的攻角为a=5°即为翼型临界攻角根据相关关系式就可以通过迭代方法求得轴向诱导因子a和周向诱导因子b，迭代步骤如下：课程设计（综合实验）报告1)假设a和b的初值，一般可取0；2)计算入流角；3)计算扭角q=f-a；4)根据翼型空气动力特性曲线得到叶素的升力系数Cl和阻力系数Cd；5)计算叶素的法向力系数Cn和切向力系数Ct6)计算a和b的新值7)比较新计算的a和b值与上一次的a和b值，如果误差小于设定的误差值（一般可取0

6、.001），则迭代终止；否则，再回到（2）继续迭代。其中，F为普朗特叶尖损失修正因子，且由以上迭代公式得到计算程序（见附录），并由程序计算得到个界面处的入流角：因为根部有轮毂，故从15%处开始计算扭角计算直接由程序给出扭角沿叶高的分布叶高/m0.73980.98641.47961.97282.4662.95923.45243.94564.4388扭角n/°28.820125.132319.234614.559711.22858.76796.87015.26783.4969图如下课程设计（综合实验

7、）报告四、叶片制作1.选取比例1：5；2.利用绘图工具分别绘出不同界面的翼型，打印；3.将打印好的翼型贴在硬纸板上，沿线剪下；4.在各截面1/4处确定为转轴的位置；5.扭角的固定：将翼型截面转至相应的扭角位置，画一条直线，在直线上选取两点挖点并以两根铁丝将翼型穿起，形成骨架；6.外形生成：将纸裁成条后，沿支架贴于表面，形成叶片。五、课程设计心得体会10月8号，叶片厂实习。从学校到保定华翼风电叶片厂有超过3个小时的路程，初下车，迎面而来的寒风让人清醒，闯入视野的庞大的风力机叶片让我感到十分震撼。厂

8、方的工作人员热情地接待了我们，耐心而细致的给我们讲解风力机叶片设计制造工艺。我提问讲解人员三个问题：一个是叶尖处有两个小孔，它们的功能是什么，她回答，是排水用的；另一个问题是我看到叶片为什么没有防雷装置，她回答说实验的叶片，没有布置，我接着问防雷装置的布置是怎样的，她有给我耐心的讲解；最后一个问题是叶片与轮毂的连接，她给我们介绍几种联接方式，预埋双头螺柱、打孔进行螺栓联接等工艺。课程设计（综合实验）报告接着又到生产车间学习叶片的生产工艺，先进的复合材料与严密的工艺流程给我很大的感触，想想现在自己