风机叶片原理和结构

风机叶片得原理、结构与运行维护潘东浩第一章 风机叶片报涉及得原理第一节 风力机获得得能量一． 气流得动能E=mv2=ρSv3式中 m 气体得质量 S 风轮得扫风面积,单位为 m2 v 气体得速度,单位就是 m/s ρ 空气密度,单位就是 kg/m3 E 气体得动能,单位就是 W二. 风力机实际获得得轴功率 P=ρSv3Cp式中 P 风力机实际获得得轴功率,单位为 W; ρ 空气密度,单位为 kg/m3; S 风轮得扫风面积,单位为 m2; v 上游风速,单位为 m/s、 Cp 风能利用系数三. 风机从风能中获得得能量就是有限得,风机得理论最大效率 η≈0、593即为贝兹(Betz)理论得极限值。第二节 叶片得受力分析一.作用在桨叶上得气动力上图就是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速度情况下得受力分析。在叶片局部剖面上,W 就是来流速度 V 与局部线速度 U 得矢量与。速度 W 在叶片局部剖面上产生升力 dL与阻力 dD,通过把 dL 与 dD 分解到平行与垂直风轮旋转平面上,即为风轮得轴向推力 dFn与旋转切向力 dFt。轴向推力作用在风力发电机组塔架上,旋转切向力产生有用得旋转力矩,驱动风轮转动。上图中得几何关系式如下: Φ=θ+α dFn=dDsinΦ+dLcosΦ dFt=dLsinΦdDcosΦ dM=rdFt=r(dLsinΦdDcosΦ) 其中,Φ 为相对速度 W 与局部线速度 U(旋转平面)得夹角,称为倾斜角; θ 为弦线与局部线速度 U(旋转平面)得夹角,称为安装角或节距角; α 为弦线与相对速度 W 得夹角,称为攻角。二.桨叶角度得调整(安装角)对功率得影响。(定桨距)改变桨叶节距角得设定会影响额定功率得输出,根据定桨距风力机得特点,应当尽量提高低风速时得功率系数与考虑高风速时得失速性能。定桨距风力发电机组在额定风速以下运行时,在低风速区,不同得节距角所对应得功率曲线几乎就是重合得。但在高风速区,节距角得变化,对其最大输出功率(额定功率点)得影响就是十分明显得。事实上,调整桨叶得节距角,只就是改变了桨叶对气流得失速点。根据实验结果,节距角越小,气流对桨叶得失速点越高,其最大输出功率也越高。这就就是定桨距风力机可以在不同得空气密度下调整桨叶安装角得根据。 不同安装角得功率曲线如下图所示:第三节 叶片得基本概念1、叶片长度:叶片径向方向上得最大长度,如图 1 所示。2、叶片面积叶片面积通常理解为叶片旋转平面上得投影面积。图 1 叶片长度3、叶片弦长叶片径向各剖面翼型得弦长。叶片根部剖面得翼型弦长称根弦,叶片尖部剖面得翼型弦长称尖弦。叶片弦长...