一种小型风力发电机叶片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型风力发电机叶片，本发明所述叶片采用的翼型之之上翼面坐标满足方程：yl=-0.6286*x~4+l.448*x~3-1.454*x~2+0.6346*x+l.274*10'(-4);翼型之下翼面坐标满足方程：y2=0.4258*x"4-l.064*x"3+0.6204*x~2+0.01808*x-2.298*10"(-4)，其中：0彡x彡1，在0<x<0.02处，上、下翼面平滑过渡；本发明所述叶片，由翼型根据设计安装角构建得到，该叶片与标准叶片相比，效率提高了26.48%。
【专利说明】—种小型风力发电机叶片
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电设备，特别涉及一种小型风力发电机叶片。
技术背景
[0002]风能，取之不尽用之不竭。在资源紧缺的当今世界，风能的有效利用越来越受到广泛关注。
[0003]小型风电作为风电产业的一项补充技术，完成或解决了大型风电产业不能完成或不能解决的问题。例如在我国福建、云南等低风速区省份，由于风速常年较低，无法满足大型风力机的工作需求，大型风电在当地不具备发展条件，而对风速要求相对较低的小型风力机，却在当地具有较大的市场空间。我国的风能资源分布情况决定了小型风力机在我国大部分地区具有广阔的发展前景。
[0004]翼型决定叶片性能，叶片决定风力机效率。在对小型风力机进打改进和提效的过程中，叶片是关键，翼型是基础。
[0005]本发明从仿生学中寻找灵感，经过对鸟类翅膀的相关研究，总结出一种新翼型，并对翼型构建叶片的安装角和对应弦长进行设计，得到一种新的小型风力发电机叶片。经试验得知，本发明所述叶片与标准叶片相比，效率提高了 26.48%。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种小型风力发电机叶片，本发明针对现有小型风力机效率有待提高的现象，提供了风力机叶片的改进参数，包括翼型坐标方程、构建叶片时翼型的安装角和对应弦长，提高了小型风力发电机的风能利用率。
[0007]本发明所述叶片⑵由翼型⑴构成，其中翼型⑴的上翼面A坐标满足方程:
[0008]yl = -0.6286*χ~4+1.448*χ~3_1.454*χ~2+0.6346*χ+1.274*10~ (_4) ( I )，翼型(I)的下翼面B坐标满足方程:
[0009]y2 = 0.4258*χ~4-1.064*χ~3+0.6204*χ~2+0.01808*χ_2.298*10~(_4)( II )，其中:0<χ<1，在0<χ<0.02处，上翼面Α、下翼面B平滑过渡；
[0010]所述翼型(I)在叶片⑵不同展向位置上的弦长(C)和安装角(Θ )满足下表:
[0011]表I
[0012]
展向位置(mm)弦长c(mm) 安装角Θ (° )
0-50HfilO
504417.20
100 100 18.20
150[?ΟΟ|17.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
400415.5049
450?4.5759
500333.8259
550293.2082
[0013]本发明的有益效果:
[0014]本发明以标准风力发电机叶片和标准翼型作为对比对象。本发明所述翼型与标准翼型相比，升力系数较大，升阻比较大，气动性能更为优良，由该翼型构建得到的叶片，经过试验验证，效率与标准叶片相比提高了 26.48%。本发明对风力机的改良由改进翼型和优化安装角实现，不改变叶片的传统加工工艺，适用广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明翼型的示意图。
[0016]图2为本发明叶片的主视图。
[0017]图3为本发明叶片的左视图。
[0018]图4为本发明叶片的俯视图。
[0019]图5为本发明叶片的结构示意图。
[0020]图6为图5中的A-A剖面图。
[0021]图7为本发明翼型与标准翼型在雷诺数为100000、攻角为O?20°时的升力系数对比曲线图。
[0022]图8为本发明翼型与标准翼型在雷诺数为100000、攻角为O?20°时的升阻比对比曲线图。
[0023]图9为本发明叶片与标准叶片在风速为O?10.7m/s时，试验得到的功率对比曲线图。
[0024]图中:1-翼型，2-叶片，3-叶根，4-改进设计部分，C-弦长，A-上翼面，B-下翼面。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，为本发明的实施例，叶片2由翼型I
根据表I中的弦长(c)和安装角(Θ )构建得到。表I中，安装角(Θ )为翼型I的弦长(c)与叶片2的旋转平面(xy面)之间的夹角。
[0026]表I
[0027]
展向位置(mm)弦长c(mm)安装角Θ (° )
0-50叶根O
504417.20
10010018.20
15010017.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
￥0?5.5049
450?4.5759
500333.8259
550293.2082
[0028]翼型I的上翼面A坐标满足方程:
[0029]yl = -0.6286*χ~4+1.448*χ~3_1.454*χ~2+0.6346*χ+1.274*10~ (_4) ( I )，翼型I的下翼面B坐标满足方程:
[0030]y2 = 0.4258*χ~4-1.064*χ~3+0.6204*χ~2+0.01808*χ_2.298*10~(_4)( II )，
[0031]其中:0彡X彡1，在O彡X彡0.02处，上翼面Α、下翼面B平滑过渡。
[0032]翼型I升力系数较大，升阻比较大，气动性能更为优良。
[0033]图7所示为本发明翼型I与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为O?20°时的升力系数对比曲线图。由图可知，此种工况下翼型I的升力系数高于标准翼型，最大升力系数是标准翼型的1.7825倍。
[0034]图8所示为本发明翼型I与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为O?20°时的升阻比对比曲线图。由图可知，此种工况下翼型I的升阻比高于标准翼型，最大升阻比是标准翼型的1.7726倍。
[0035]图9所示为本发明叶片2与标准叶片在风速为O?10.7m/s时，试验得到的功率对比曲线图。由图可知，此种工况下，叶片2与标准叶片相比，效率明显提高，平均提高率达
26.48%。
[0036]综上所述，当雷诺数为100000，攻角为O?20°时，本发明翼型I的升力系数与升阻比均高于标准翼型，与标准叶片相比，本发明叶片2效率明显提高，对风能的利用更为充分。
【权利要求】
1.一种小型风力发电机叶片，其特征在于:所述叶片⑵由翼型⑴构成，所述翼型(I)的上翼面(A)坐标满足方程:
yl = -0.6286*χ"4+1.448*χ"3_1.454*χ"2+0.6346*χ+1.274*10"(-4) ( I )； 所述翼型(I)的下翼面(B)坐标满足方程:
y2 = 0.4258*χ"4-1.064*χ"3+0.6204*χ"2+0.01808*χ-2.298*1(Γ(-4) ( II );其中:0<x< 1，在0<x<0.02处，上翼面㈧和下翼面⑶平滑过渡； 所述翼型(I)在叶片⑵不同展向位置上的弦长(c)和安装角(Θ )满足下表:
展向位置(mm)弦长c(mm) 安装角Θ (° )
0-50^FtiO
504417.20
TOO10018.20
15010017.45
2007713.3157
2505610.3242
300498.2272
350456.6843
400Tl5.5049
450374.5759
500333.8259
550293.2082
【文档编号】F03D11/00GK104214054SQ201410439923
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】丛茜, 王骥月, 梁宁, 毛士佳, 关欢欢, 刘林鹏, 陈创发 申请人:吉林大学