CN100390409C - 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型 - Google Patents

一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型 Download PDF

Info

Publication number
CN100390409C
CN100390409C CNB2006101127715A CN200610112771A CN100390409C CN 100390409 C CN100390409 C CN 100390409C CN B2006101127715 A CNB2006101127715 A CN B2006101127715A CN 200610112771 A CN200610112771 A CN 200610112771A CN 100390409 C CN100390409 C CN 100390409C
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerofoil profile
curve
axial flow
flow generator
blade section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006101127715A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1912385A (zh
Inventor
罗先武
刘树红
史威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CNB2006101127715A priority Critical patent/CN100390409C/zh
Publication of CN1912385A publication Critical patent/CN1912385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100390409C publication Critical patent/CN100390409C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型，涉及一种适合于流动速度较低、发电装置主轴的转速较慢的垂直轴风力发电或垂直轴潮流发电装置的叶片断面翼型。本发明的技术特点是在翼型前段采用较大的厚度、在翼型后段有一段负曲率的曲线，可以有效地控制在翼型表面附近的流体运动，使得低速的流动在翼型头部附近迅速转捩，避免层流分离，达到减小流动阻力和流动损失、提高流体发电装置功率系数的目的。同时，翼型采用上下对称的几何形状，可缓解垂直轴流体发电装置在360°旋转过程中的流动噪声和振动，改善其运行稳定性。

Description

一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型
技术领域
本发明涉及一种适用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型，特别涉及一种适合于流动速度较低、发电装置的主轴转速较慢的垂直轴风力发电或垂直轴潮流发电装置的叶片断面翼型。
背景技术
到目前为止，在垂直轴(或称为立轴式)风力发电机或垂直轴潮流发电机(或称为垂直轴潮流水轮机、立轴式潮流水轮机)的叶片设计中，往往还是借用一些航空机翼或水平轴风力发电机的叶片断面翼型，可供参考的垂直轴风力发电机或垂直轴潮流发电机的叶片翼型极其稀少。常用航空机翼所设计的翼型轮廓流线型的光滑性和连续性均很好，翼型的厚度变化均匀，在流速较高的流动中损失较小。当垂直轴流体发电装置采用一般航空机翼或水平轴风力发电机的叶片断面翼型时，由于流动速度较小，流体在绕过翼型时往往经历层流分离和湍流分离，导致较大的流动损失、并诱发大量漩涡脱离，使得发电装置的能量利用效率低、流致噪声大、运行稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型，使其减小流动阻力和流动损失的，缓解流动噪声和振动，以提高垂直轴风力发电机或垂直轴潮流水轮机的流体动力学性能、提高垂直轴流体发电装置的能量利用效率。
本发明的技术方案如下：一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型，包括翼型前段和翼型后段，其表面轮廓由若干段曲率变化的光滑连续曲线构成，且上下对称，其特征在于：从翼型最大厚度处开始，翼型轮廓由正曲率曲线逐渐过渡为负曲率曲线，翼型在后缘附近以负斜率直线与负曲率曲线相切；所述翼型的最大厚度c与翼型的弦长L之比为0.18～0.25。
本发明的技术特征还在于：所述翼型的最大厚度所在位置离翼型头部的距离a与弦长L之比值为0.35～0.45。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及技术效果：
(1)通过在翼型头部及翼型前段采用较大的厚度，可以有效地控制在翼型表面附近的流体运动，使得流动在翼型头部附近迅速向湍流转捩，避免层流分离，达到减小流动阻力和流动损失的目的；采用较大厚度，还能增加垂直轴流体发电装置叶片的机械强度和刚度。
(2)通过在翼型后段采用负曲率的曲线，可以适当减小翼型摩擦阻力系数，从而达到提高流体发电装置功率系数的作用。
(3)由于采用上下对称的翼型几何形状，可缓解垂直轴流体发电装置在360°旋转过程中的流动噪声和振动，改善其运行稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理、结构做进一步的说明
图1为用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型示意图。包括翼型前段1和翼型后段2，其表面轮廓由若干段曲率变化的光滑连续曲线构成，且上下对称。以翼型的上表面轮廓为例说明如下：翼型在离翼型头部4的距离为a处的厚度达到最大值c。其中在叶片翼型头部4及翼型前段，翼型轮廓为正曲率曲线，直至翼型最大厚度处。从翼型最大厚度处开始，翼型轮廓由正曲率曲线逐渐过渡为负曲率曲线3，翼型在后缘5附近以负斜率直线与负曲率曲线相切。通过在翼型后段采用负曲率的曲线，可以适当减小翼型摩擦阻力系数，从而达到提高流体发电装置功率系数的作用。本发明设计的翼型形状，其最大厚度c与翼型的弦长L之比值最好在0.18～0.25范围；且最大厚度所在位置离翼型头部4的距离与弦长之比值最好为0.35至0.45。这样，通过在翼型头部及翼型前段采用较大的厚度，可以有效地控制在翼型表面附近的流体运动，使得流动在翼型头部附近迅速向湍流转捩，避免层流分离，达到减小流动阻力和流动损失的目的；采用较大厚度，还能增加垂直轴流体发电装置叶片的机械强度和刚度。

Claims (1)

1.一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型，包括翼型前段(1)和翼型后段(2)，其表面轮廓由若干段曲率变化的光滑连续曲线构成，且上下对称，其特征在于：从翼型最大厚度处开始，翼型轮廓由正曲率曲线逐渐过渡为负曲率曲线(3)，翼型在后缘(5)附近以负斜率直线与负曲率曲线相切；所述翼型的最大厚度c与翼型的弦长L之比为0.18～0.25；所述翼型的最大厚度所在位置离翼型头部(4)的距离a与弦长L之比值为0.35～0.45。
CNB2006101127715A 2006-09-01 2006-09-01 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型 Expired - Fee Related CN100390409C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101127715A CN100390409C (zh) 2006-09-01 2006-09-01 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101127715A CN100390409C (zh) 2006-09-01 2006-09-01 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1912385A CN1912385A (zh) 2007-02-14
CN100390409C true CN100390409C (zh) 2008-05-28

Family

ID=37721405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101127715A Expired - Fee Related CN100390409C (zh) 2006-09-01 2006-09-01 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100390409C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090324416A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 Ge Wind Energy Gmbh Wind turbine blades with multiple curvatures
CN102053004B (zh) * 2010-05-19 2012-06-27 北京航空航天大学 模型滚转振荡过程中前机身大迎角人工转捩方法
CN102720628B (zh) * 2012-06-15 2015-03-25 郑贵林 基于压缩流体加速提取波浪能的方法及实现该方法的双向水轮机
CN104728039A (zh) * 2015-03-25 2015-06-24 中国科学院南海海洋研究所 一种垂直轴风力发电机风轮
JP6531152B2 (ja) * 2017-11-10 2019-06-12 Thk株式会社 垂直軸型水力発電装置、垂直軸型水力発電ユニット、垂直軸型水力発電用ブレード

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416434A (en) * 1980-09-24 1983-11-22 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Blade section for rotating wings of an aircraft
US4776531A (en) * 1986-09-05 1988-10-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High lift, low pitching moment airfoils
US5344102A (en) * 1991-06-03 1994-09-06 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Rotary-wing blade of rotary-wing aircraft
JP2000103398A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Commuter Helicopter Senshin Gijutsu Kenkyusho:Kk ヘリコプタブレード用翼型

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416434A (en) * 1980-09-24 1983-11-22 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Blade section for rotating wings of an aircraft
US4776531A (en) * 1986-09-05 1988-10-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High lift, low pitching moment airfoils
US5344102A (en) * 1991-06-03 1994-09-06 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Rotary-wing blade of rotary-wing aircraft
JP2000103398A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Commuter Helicopter Senshin Gijutsu Kenkyusho:Kk ヘリコプタブレード用翼型

Also Published As

Publication number Publication date
CN1912385A (zh) 2007-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10260479B2 (en) Vortex propeller
CN101680423B (zh) 具涡流发生器的风轮机叶片
US8905706B2 (en) Vortex propeller
US7857597B2 (en) Boundary layer fins for wind turbine blade
US20110211966A1 (en) Wind power generation system
CN100390409C (zh) 一种用于垂直轴流体发电装置的叶片断面翼型
CA2779820A1 (en) Hydrokinetic energy conversion system
CN206707918U (zh) 波浪形尾缘叶片及h型立轴风力发电机
US10280895B1 (en) Fluid turbine semi-annular delta-airfoil and associated rotor blade dual-winglet design
CN102991658B (zh) 船舶仿生螺旋桨
JP2014526652A (ja) 同一の幅と厚さで形成されたエアフォイルブレードを用いた水平軸風力発電機
EP3453872B1 (en) Methods for mitigating noise during high wind speed conditions of wind turbines
US10094358B2 (en) Wind turbine blade with double airfoil profile
CN103573531B (zh) 一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮
TW201043778A (en) Fluid energy converter and rotor therefor
CN210859024U (zh) 一种具有翼刀和翼尖的潮流能水轮机叶片
CN104018998A (zh) 一种用于兆瓦级风力机叶片的21%厚度主翼型
CN110761940A (zh) 一种用于中低风速的风机叶片
CN209586585U (zh) 一种带有扰流结构的风力发电机叶片
CN102588188A (zh) 用于变几何海流发电水轮机的翼型
WO2012117866A1 (ja) 風車翼およびこれを備えた風力発電装置ならびに風車翼の設計方法
CN104696158B (zh) 一种垂直轴风力发电机组升力型叶片翼型
CN113464344B (zh) 一种水平轴潮流能水轮机及使用方法
CN219431963U (zh) 一种利用前缘总压产生微气流增大升力的风力机叶片
CN202468156U (zh) 垂直轴风力发电机叶片

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080528

Termination date: 20160901