风力机叶片s832文档格式.docx
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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
本次课程设计的主要要求：
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、主要内容
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/m3
2．采用S832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。
3．设计任务
2.1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。
2.2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）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
4
课程设计答辩
半天
四、数据计算
选用翼型s832
（一）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：
（二）叶尖速比的计算：
整个叶片的叶尖速比：
半径r处的叶尖速比：
①
设计中取9处截面，分别是叶片半径的15%处，叶片半径的20%处，叶片半径的30%处，叶片半径的40%处，叶片半径的50%处，叶片半径的60%处，叶片半径的70%处，叶片半径的80%处，叶片半径的90%处，则由式①得到各截面处的叶尖速比分别为：
（三）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：
由弦长计算公式:
并由表1查得最大升力系数
=1.45，风机叶片数B=3，再将各截面处的叶尖速比代入式得
叶片半径15%截面处弦长：
=1.148113
叶片半径20%截面处弦长：
=0.951044
叶片半径30%截面处弦长：
=0.690567
叶片半径40%截面处弦长：
叶片半径50%截面处弦长：
叶片半径60%截面处弦长：
叶片半径70%截面处弦长：
叶片半径80%截面处弦长：
叶片半径90%截面处弦长：
（四）各截面处翼型的扭角：
图1
由图1知各截面处的扭角：
其中
为各截面处的入流角，
为翼型临界攻角，且由表2-1查得最大升力系数对应的攻角为=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：
假设a和b的初值，一般可取0；
（2）计算入流角；
（3）计算迎角=-；
（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Ct
（6）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0.001），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
叶片半径的15%截面处扭角：
=30.0669°
叶片半径的20%截面处扭角：
=27.3216°
叶片半径的30%截面处扭角：
=20.7676°
叶片半径的40%截面处扭角：
=15.8378°
叶片半径的50%截面处扭角：
=12.3538°
叶片半径的60%截面处扭角
=9.8138°
叶片半径的70%截面处扭角：
=7.8657°
叶片半径的80%截面处扭角：
=6.2398°
叶片半径的90%截面处扭角：
=4.5121°
（8）叶片制作
1.选取比例1：
5
2.在坐标纸上以前缘点为原点建立弦长为横坐标，厚度为纵坐标的坐标系，安比例缩s918的翼型（见附录）给定数值，描点并连线得到八个截面的翼型；
3.将连好形状的坐标纸贴在硬纸板上，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。
一、
二、
三、
四、
五、总结
当我们完工的那一瞬间，我感到了一种成就感，即使不是最完美的，但是我终于理解了那些付出后得到结果那种幸福。
当然除了这以外，我们对风机叶片的知识理解加深了，对手工艺品制作的动手能力增强了，同组人之间的默契与了解得以深入，我收获了很多，觉得这个课程设计很充实，很有意义，在初期计算应用的c语言，中期绘图是运用的cad软件绘图，在后期制作时候的具体动手能力，这一切都让我们成长。
所以，当我做完一件事再回想起来，总结到的东西就是成长。
这次也是如此，我深刻明白了做事情需要逻辑的严谨和事情顺序的重要性。
正所谓人生如棋局，深谋远虑者胜。
严密的前期思考，辛勤的中期劳作，深入的后期总结，这就是收获与成长。
五、
六、参考文献
张果宇，冯卫民，刘长陆，俞剑锋，风力发电机叶片设计与气动性能仿真研究，能源研究与利用,EnergyResearch&
Utilization,2009年01期
DesignofaTaperedandTwistedBladefortheNRELCombinedExperimentRotorMarch1998–March1999P.Giguè
reandM.S.SeligDepartmentofAeronauticalandAstronauticalEngineeringUniversityofIllinoisatUrbana-ChampaignUrbana,Illinois
贺德馨等著，风力机空气动力学---风力发电技术系列教材
附录
1.程序：
#include<
stdio.h>
math.h>
#defineR4.932
#defineW7.536
main（）
{doublea,b,a1,b1,a2,b2,f,f1,f2,h1,h2,h3,x,Cl,Cd,d[9]={0.15,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9},Cn,Ct,c[9]={1.148113,0.951044,0.690567,0.535684,0.435637,0.366366,0.315790,0.277331,0.247141};
inti;
Cl=0.9440;
Cd=0.01980;
for（i=0;
i<
9;
i++）
{a2=b2=0;
do
{a1=a2;
b1=b2;
x=atan（（1-a1）*7.0/（1+b1）/W/d[i]/R）;
f1=sin（x）;
f2=cos（x）;
f=2.0/3.14*acos（exp（-1.5*（R-R*d[i]）/R/d[i]/f1））;
Cn=Cl*f2+Cd*f1;
Ct=Cl*f1-Cd*f2;
h1=3.0*c[i]/2.0/3.14/d[i]/R;
h2=h1*Cn/4.0/f/f1/f1;
h3=h1*Ct/4.0/f/f1/f2;
a2=h2/（1.0+h2）;
b2=h3/（1.0-h3）;
a=fabs（a1-a2）;
b=fabs（b1-b2）;
}while（（a>
=0.001）||（b>
=0.001））;
printf（"
%f展长处的迎角,a,b分别为%f,%f,%f\n"
d[i],x,a1,b1）;
}
运行输出结果：
2.气动数据
表1
攻角
升力
阻力
俯仰力矩
Cl
Cd
Cm
Cl/Cd
-5
7.45588
3.1744
-11.5394
0.075960112
0.03234062
-0.117562799
2.34875252
51.5927
1.42164
-11.1439
0.525623706
0.01448359
-0.113533465
36.2909738
97.6275
2.03219
-10.9104
0.99462382
0.02070384
-0.11115458
48.0405375
10
126.331
3.87906
-9.54726
1.287053564
0.03951966
-0.097266981
32.5674261
12
134.4
5.0816
-8.96831
1.369260111
0.05177107
-0.091368669
26.4483627
14
138.986
6.74806
-8.54248
1.415982037
0.06874888
-0.087030336
20.5964381
16
142.104
8.88485
-8.42638
1.447748056
0.09051838
-0.085847515
15.9939673
20
137.17
15.4596
-9.26024
1.397480724
0.15750159
-0.094342837
8.87280395
攻角-升力系数图
攻角-阻力系数图
S832翼型
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