课 程 设 计 指 导 书机 械 与 动 力 工 程 学 院风力机空气动力学课程设计设计题目：风力机叶片气动设计设 计 人：宁强班级：风能 1201 组号：3 指导教师：姚桂焕设计时间：2 周成绩：日期： 2015.6.29-2015.7.12 课 程 设 计 指 导 书引言风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。其作用是捕捉和吸收风能，并将风能转换成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。风轮一般由2-3 个叶片、轮毂和风轮轴组成。叶片是风力机重要的能量转换部件，其设计和制造直接影响风力机发电机组的高效安全运行。风力机的运行效率直接与叶片的空气动力设计有关，包括叶片长度、翼型、沿纵向翼型的分布和安装角。叶片的宽度和长度由设计要求的气动特性能、最大叶轮功率和假定的翼型性能及强度因素决定。风力机叶片利用翼型产生机械能。风力机叶片的横截面外形是翼型。翼型空气特性的好坏直接影响风力机的性能，翼型的形状也影响叶片的主题结构形式。在风力机叶片的翼型参数的设计过程中，各个参数的变化都会对其他参数的设计产生影响。在设计中本着能够使单位叶素有最大的功率利用系数的原则，来选择翼型参数。在 20 世纪七八十年代的风力机设计过程中，很多风力机直接采用了NACA系列中的航空翼型。但风力机的工作条件和飞机有较大的区别，一方面风力机叶片工作时，其攻角变化范围大；另一方面风力机叶片设计要考虑低雷诺数的影响，风力机和飞机工作的雷诺数范围有所不同，其影响将就不完全一样，过去在小型风力机设计中考虑雷诺数较少而是直接选用，以翼弦为特征长度的雷诺数在风轮径向方向是变化的，在大型叶片设计中必须给以考虑。设计实践表明，使用航空翼型虽然可以得到很高的升阻比，但是在低雷诺数的环境下，航空翼型容易发生泡式分离，从而使升阻比特性恶化。另外，航空翼型对于表面粗糙度比较敏感，在翼型几何形状由于灰尘、结冰等原因发生变化时，翼型的气动特性往往也会迅速恶化，从而不适于直接作为风力机叶片翼型使用。因此，选择翼型常根据以下原则：对于低速风轮，由于叶片数较多，不需要特殊翼型升阻比；对与高速风轮，叶片数较少，应选择在很宽的风速范围内具有较高的升阻比和平稳的失速特性的翼型，对于粗糙度不敏感，以便获得较高的功率系数；另外要求翼型的气动噪声低。风轮的转速随风速的增大而变快，而转速超过设计允许值后，将可能导致机组的毁坏或寿命的减少，而有了调速（限速）机...
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