第一节 水平轴风力机的结构 一、风轮叶片 叶片具有空气动力形状,是接受风能使风轮转动的主要构件
风轮叶片的结构主要有梁、壳,具体形状(翼型)很多
制造叶片的材料有玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料、木材、钢、铝等
目前,水平轴风力发电机的风轮叶片一般为 2 片或 3 片,3 片占多数
当风轮叶片几何外形相同时,两叶片风轮与三叶片风轮的最大风能利用系数基本相同,但两叶片叶片风轮对应最大风能利用系数的转速较高
当风轮直径和风轮转速相同时,作用在两叶片风轮的脉动载荷大于三叶片风轮
实际上,两叶片风轮要比三叶片风轮转速高,因此,在相同风轮直径时,由脉动载荷引起的轴向力变化要大一些
两叶片风轮转速高,空气动力噪声大
从景观上考虑,三叶片风轮更容易为大众所接受
二、轮毂 轮毂是将叶片固定在转轴上的装置,它将风轮的力和力矩传递到主传动机构中去
轮毂有固定式和铰链式两种
1 、固定式轮毂 三叶风机大多采用固定式轮毂
2 、铰链式轮毂 铰链式轮毂常用于单叶片和二叶片风力机
挥舞铰链轮毂:两叶片固定连接,相对位置不变,但可绕铰链轴沿风轮俯仰方向相对中间位置作±(5 -1 0 °)的摆动(挥舞,类似跷跷板)
挥舞、摆振铰链轮毂:每个叶片互不依赖,不仅可单独作俯仰方向的摆动,也可单独作旋转方向的摆振
第二节 叶片的空气动力特性 1 、叶片的基本几何定义 (1 )、叶尖 叶片距离风轮回转轴线的最远点称为叶尖
(2 )叶片投影面积 叶片在风轮扫掠面上的投影面积称为叶片投影面积
(3)叶片翼型 翼型也叫叶片剖面,是指用垂直于叶片长度方向的平面去截叶片而得到的截面形状
叶片的几何特征见下图
1)中弧线:翼型表面内切圆圆心连接起来的光滑曲线(图中虚线)
2)前缘:翼型中弧线的最前点(A 点)
3)后缘:翼型中弧线的最后点(B 点)
4)几何弦:连接前缘与后缘的直线(AB 线