CN203770019U - 一种100w风力发电机叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种100W风力发电机叶片，本实用新型的叶片采用海鸥翼型，取自海鸥翅膀半翼展、距离翅膀根部50%处，海鸥翼型的最大厚度（t）位于弦长（c）的20.63%，海鸥翼型的最大弯度（f）位于弦长（c）的45.06%，当弦长（c）为单位长度1时，海鸥翼型的最大厚度（t）为0.1079，海鸥翼型的最大弯度（f）为0.1094。本实用新型之仿海鸥翼型叶片，由海鸥翼型根据设计安装角构建得到。海鸥翼型的上、下表面流速差大，压差大，从而具有更大升力。当雷诺数为100000，攻角为0～20°时，海鸥翼型的升力系数与升阻比均高于标准翼型，最大升力系数提高1.196倍，最大升阻比提高34.10%。试验表明，当风速为0～10.7m/s时，仿海鸥翼型叶片与标准叶片相比，效率明显提高，平均提高率达25.77%。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种100W风力发电机叶片。
技术背景
风力发电是当今世界各国新能源发展的重点，小型风力机市场潜力巨大。
目前，风力发电机的运行效率普遍在35%左右，与贝茨在1926年根据空气动力学原理计算出的理想状态下风轮的极限效率59.3%相比，还有很大提升空间。风力发电机叶片是捕捉风能的核心部件，直接决定着风能的转化效率。而构成叶片空气动力学外形的翼型，直接决定着叶片的性能，是提高叶片效率的关键。因此，获得性能优异的翼型是提高风力发电机效率的关键。
受到近年来众多仿生产品的启发，可以借鉴自然界中的生物特性对风力机进行改进，考虑到鸟类飞行与风力机运行的工况最为相似，实用新型采用逆向工程得到的海鸥翅膀翼型，对风力发电机叶片进行优化，经过与标准100W风力发电机叶片进行对比，得知本实用新型所述叶片能够有效提高风力机效率。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种100W风力发电机叶片，本实用新型针对现有小型风力机效率有待提高的现象，通过采用海鸥翼型的方式改进风力发电机叶片，提高风力发电机的风能利用率。
本实用新型的叶片采用海鸥翼型，取自海鸥翅膀半翼展、距离翅膀根部50%处，海鸥翼型的最大厚度（t）位于弦长（c）的20.63%，海鸥翼型的最大弯度（f）位于弦长（c）的45.06%，当弦长（c）为单位长度1时，海鸥翼型的最大厚度（t）为0.1079，海鸥翼型的最大弯度（f）为0.1094。
所述海鸥翼型由逆向工程获得，所述叶片由海鸥翼型按照表2要求的安装角构建得到。
本实用新型的有益效果：
本实用新型以标准100W风力发电机叶片作为对比对象。所述海鸥翼型的上、下表面流速差大，压差大，从而具有更大升力。当雷诺数为100000，攻角为0～20°时，海鸥翼型的升力系数与升阻比均高于标准翼型，最大升力系数提高1.196倍，最大升阻比提高34.10%。试验表明，当风速为0～10.7m/s时，仿海鸥翼型叶片与标准叶片相比，效率明显提高，平均提高率达25.77%。本实用新型通过改进翼型，提高叶片性能，不改变传统叶片加工工艺，适用性广。风洞试验表明，仿海鸥翼型叶片效率明显高于标准叶片。
附图说明
图1为海鸥翼型的示意图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的左视图。
图4为本实用新型的俯视图。
图5为本实用新型的结构示意图。
图6为图5中的A—A剖面图。
图7为海鸥翼型与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为0～20°时的升力系数对比曲线图。
图8为海鸥翼型与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为0～20°时的升阻比对比曲线图。
图9为本实用新型之仿海鸥翼型叶片与标准叶片在风速为0～10.7m/s时，试验得到的功率对比曲线图。
图中：1-海鸥翼型，2-仿海鸥翼型叶片，3-叶根，4-改进部分，t-最大厚度，f-最大弯度，c-弦长，d-最大弯度线，E-上翼面，F-下翼面，xt-最大厚度在翼型上位置的横坐标值，xf-最大弯度在翼型上位置的横坐标值。
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实用新型的叶片采用海鸥翼型1，取自海鸥翅膀半翼展、距离翅膀根部50%处，海鸥翼型1的最大厚度（t）位于弦长（c）的20.63%，海鸥翼型1的最大弯度（f）位于弦长（c）的45.06%，当弦长（c）为单位长度1时，海鸥翼型1的最大厚度（t）为0.1079，海鸥翼型1的最大弯度（f）为0.1094。仿海鸥翼型叶片2的根部具有叶根3，仿海鸥翼型叶片2具有改进部分4。海鸥翼型1增大了翼型上下表面的流速差，使压差增大，升力增加。所述海鸥翼型1由逆向工程获得，所述仿海鸥翼型叶片2，由海鸥翼型1按照表2要求的参数构建得到。表2中，安装角(θ)为海鸥翼型1的弦长（c）与仿海鸥翼型叶片2的旋转平面（xy面）之间的夹角。
海鸥翼型上、下翼面所对应的坐标值满足表1：
表1
| 上翼面E | 下翼面F |
| X坐标 | Y坐标 | X坐标 | Y坐标 |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0.002677 | 0.009585 | 0.001653 | -0.0033 |
| 0.015135 | 0.028011 | 0.007756 | -0.00989 |
| 0.030749 | 0.046026 | 0.018227 | -0.01374 |
| 0.069151 | 0.078729 | 0.035348 | -0.01291 |
| 0.141787 | 0.11828 | 0.0708 | -0.00549 |
| 0.187863 | 0.132954 | 0.108549 | 0.003291 |
| 0.259333 | 0.147465 | 0.158883 | 0.01761 |
| 0.324703 | 0.153561 | 0.212949 | 0.031146 |
| 0.403244 | 0.152078 | 0.319575 | 0.052664 |
| 0.463497 | 0.148575 | 0.385325 | 0.062002 |
| 0.553046 | 0.13722 | 0.441408 | 0.068541 |
| 0.606646 | 0.127957 | 0.511215 | 0.070782 |
| 0.694429 | 0.11168 | 0.578777 | 0.068885 |
| 0.763335 | 0.094141 | 0.692875 | 0.060668 |
| 0.83756 | 0.070449 | 0.788502 | 0.04631 |
| 0.901764 | 0.045849 | 0.866908 | 0.03143 |
| 0.967038 | 0.017231 | 0.940513 | 0.015068 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
应用于100W风力发电机时，海鸥翼型1在仿海鸥翼型叶片2不同展向位置的弦长(c)和安装角(θ)满足表2：
表2
| 展向位置（mm） | 弦长c（mm） | 安装角θ（°） |
| 0-50 | 叶根 | 0 |
| 50 | 44 | 17.20 |
| 100 | 100 | 18.20 |
| 150 | 100 | 17.45 |
| 200 | 77 | 12.9157 |
| 250 | 56 | 9.9242 |
| 300 | 49 | 7.8272 |
| 350 | 45 | 6.2843 |
| 400 | 41 | 5.1049 |
| 450 | 37 | 4.1759 |
| 500 | 33 | 3.4259 |
| 550 | 29 | 2.8082 |
图7所示为海鸥翼型1与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为0～20°时的升力系数对比曲线图。由图可知，此种工况下海鸥翼型1升力系数高于标准翼型，最大升力系数提高1.196倍。
图8所示为海鸥翼型1与标准翼型在雷诺数为100000，攻角为0～20°时的升阻比对比曲线图。由图可知，此种工况下海鸥翼型1的升阻比高于标准翼型，最大升阻比提高34.10%。
图9所示为本实用新型之仿海鸥翼型叶片2与标准叶片在风速为0～10.7m/s时，试验得到的功率对比曲线图。由图可知，此种工况下，仿海鸥翼型叶片2与标准叶片相比，效率明显提高，平均提高率达25.77%。
综上所述，当雷诺数为100000，攻角为0～20°时，海鸥翼型1的升力系数与升阻比均高于标准翼型，与标准叶片相比，本实用新型之仿海鸥翼型叶片2效率明显提高，对风能的利用更为充分。
Claims (1)
1.一种100W风力发电机叶片，其特征在于：其叶片采用海鸥翼型（1），取自海鸥翅膀半翼展、距离翅膀根部50%处，海鸥翼型（1）的最大厚度（t）位于弦长（c）的20.63%，海鸥翼型（1）的最大弯度（f）位于弦长（c）的45.06%，当弦长（c）为单位长度1时，海鸥翼型（1）的最大厚度（t）为0.1079，海鸥翼型（1）的最大弯度（f）为0.1094，海鸥翼型（1）在仿海鸥翼型叶片（2）不同展向位置上的弦长（c）和安装角（θ）满足下表：
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420185353.9U CN203770019U (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种100w风力发电机叶片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420185353.9U CN203770019U (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种100w风力发电机叶片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203770019U true CN203770019U (zh) | 2014-08-13 |
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ID=51287217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420185353.9U Expired - Lifetime CN203770019U (zh) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | 一种100w风力发电机叶片 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN203770019U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103883483A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-06-25 | 吉林大学 | 一种100w风力发电机叶片 |
| CN109969381A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-05 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种具有尖前缘大弯度的低雷诺数高升阻比翼型 |
-
2014
- 2014-04-17 CN CN201420185353.9U patent/CN203770019U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103883483A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-06-25 | 吉林大学 | 一种100w风力发电机叶片 |
| CN103883483B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-04-06 | 吉林大学 | 一种100w风力发电机叶片 |
| CN109969381A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-05 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种具有尖前缘大弯度的低雷诺数高升阻比翼型 |
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