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大弯度翼型

阅读:326发布:2020-11-16

专利汇可以提供大弯度翼型专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且大弯度 风 力 机 翼型 ,保持了传统桨叶的吸力面形状,而将其压力面及 后缘 进行了大幅度的 修改 ,大大增加了翼型弯度,克服了传统的 水 平轴 风力 机桨叶的翼型弯度太小,做功能力不高的缺点。从而在相同的条件下,使风力机的 风能 利用系数大大提高,使发电成本降低。,下面是大弯度翼型专利的具体信息内容。

1、一种大弯度翼型,由前缘(23)、后缘(27)、吸力面(21) 和压力面(22)组成,吸力面(21)是压气机类叶型的型面,其特征在于: 所述压力面(22)的弯度比传统的压气机叶型弯度增大,使翼型的最大弯 度在4%-10%翼型弦长之间。
2、根据权利要求1所述的大弯度风力机翼型,其特征在于:在5%-20% 翼型弦长之后的压力面(22)先向外凸,连接半径R1大于30%翼型弦长; 接着光滑向内凹,连接半径R2大于55%翼型弦长,并光滑过渡到后缘(27)。
3、根据权利要求1所述的大弯度风力机翼型,其特征在于:翼型可以 有钝后缘或尖后缘,其后缘厚度为0-2%翼型弦长。

说明书全文

技术领域:本发明涉及一种大弯度翼型,确切地说是一种平 轴风力机桨叶的翼型,属于风力机设计、制造和应用领域。

背景技术:目前的风力机桨叶的翼型有许多种,有的沿用传统的机翼翼 型,如NACA4412,4415,4418,23012,23015等;Gttingen623,624等,层流 翼型如FX60.126,61.140等;后来又针对风力机设计了专用翼型,如FFA-W3 系列翼型等;但是,不管哪一种翼型,其做功能力都受到翼型弯度的限制。

现代的水平轴风力机无论在外形还是桨叶翼型的选取上,都沿袭了飞 机螺旋桨的习惯,但是仔细推敲,螺旋桨本是“从动机”,属“压气机”类; 而风力机则是原动机,属“涡轮”类,也叫风力“涡轮”。那么,为什么本 是涡轮的风力机却要选用压气机类的翼型?在航空发动机中,一级涡轮可 以带动几级压气机,也就是说,单级涡轮的做功能力比单级压气机大得多, 其差别就在于叶片的弯度不同,涡轮叶片的弯度比压气机的大得多。但是, 在风力机上,简单地照搬涡轮的大弯度翼型也是不行的,因为终归风力机 的工作条件与发动机上的涡轮不同,主要是后者气流受到机匣的限制,且 叶片数量很多,叶片的稠度(也叫实度)很大,气流在叶片之间的流动受 到限制而不易发生流动分离,特别是在叶片的吸力面;然而风力机则只有 2-3个叶片,根本谈不上“稠度”,因此在较大时就会在吸力面产生流 动分离而影响风力机的性能。为了提高叶片的做功能力,有人提出在传统 翼型尾缘压力面一侧加装Gurney襟翼的方案,这增加了翼型的弯度,只要 襟翼的高度适当,则可达到更高的升阻比;但是并非所有的翼型采取这种 措施都是有效的,而且襟翼明显的增大了流动阻力。本发明则采取了另外 一种有效的措施提高叶片的做功能力。

发明内容:本发明的目的是修改传统翼型的形状,使尽量还风力涡轮 的“涡轮”性质本来面目,提高风力机吸收风能的能力,即做功能力,因 而保留了传统翼型吸力面的压气机性质,以防止在大攻角时的气流分离, 从而保留了原有翼型的优良气动性能;而在压力面,则体现风力机的涡轮 性质,尽量加大翼型的弯度,以大幅度提高其做功能力,从而提高风力机 的风能利用系数

本发明的优点是:风力机的风能利用系数大大提高,使发电成本降低, 同时其重量减轻,这又进一步降低了其生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为传统翼型与本发明翼型的比较示意图。

图4为根据本发明翼型与传统翼型的风洞比较实验绘制的功率提高率数 据曲线。

具体实施方式

参照图1、2,本发明翼型由前缘23、钝后缘27(即上后缘点24与下 后缘点25的连线)、吸力面21(从前缘23到上后缘点24)、压力面22(从 前缘23到下后缘点25)组成,其弦线长度简称弦长,这里指从前缘23到 上后缘点24间的距离。中弧线28(即翼型各点的内切圆中心的连线),翼 型的最大弯度为b。气流从前缘23分流,经吸力面21和压力面22流向后 缘27。在压力面,从点26开始,压力面22先向外凸,连接半径R1大于 30%的弦长,接着光滑地向内凹,连接半径R2大于55%的弦长,并光滑过渡 到后缘27的下后缘点25,以保证在翼型的工作攻角范围内不会发生气流从 压力面22的分离现象;点26距前缘23的沿弦向距离为其弦长的5%-20%, 以保留传统翼型的某些优良性能,例如对攻角变化的适应性以及在有外来 物污染情况下的良好性能;R1与R2的连接要使得翼型的最大厚度不大于对 应的传统翼型的最大厚度;钝后缘27的厚度为0-2%的弦长,显然,当后缘 27的厚度为0时,钝后缘则变成了通常的尖后缘。本发明的翼型最大弯度 为b,最大弯度值在4%-10%弦长之间。图2是图1的后缘局部放大示意图。
参照图3,将本发明翼型与传统翼型重叠放置,图中虚线为传统翼型的 中弧线18,显然本发明翼型的最大弯度b比传统翼型的最大弯度a大大增 加了,同时本发明翼型的质量也比传统翼型的质量要轻。
参照图4,为根据本发明翼型与传统翼型的风力机风洞对比实验数据绘 制的功率提高率曲线。可见,装有本发明翼型的风力机的功率,或风能利 用系数大大增加。
尽管本发明是针对风力机而提出的,但是它的设计思想同样适用于所 有的压气机类的叶片和低速翼型,如轴流压气机、轴流风机、螺旋桨和直 升机的旋翼等。
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