CN213511024U - 一种带有非对称小翼的风电机组叶片 - Google Patents
一种带有非对称小翼的风电机组叶片 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开的一种带有非对称小翼的风电机组叶片，一种带有非对称小翼的风电机组叶片，包括叶片，叶片的叶尖端部相背设置有主小翼和辅助小翼，主小翼朝向叶片的压力面方向，辅助小翼朝向在叶片的吸力面方向。本实用新型一种带有非对称小翼的风电机组叶片；通过对叶片叶尖添加非对称小翼后，叶片在运行过程中，处于畸变流场的非对称小翼首先增大叶片的有效展弦比，改变了机翼的环量分布，从而减小诱导阻力；叶尖小翼能耗散翼尖涡，可以使叶片叶尖尖拖出的强集中涡分散变成若干小涡，在粘性的作用下使其强度很快减弱，进而减小对下游风机的影响，有很好的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种带有非对称小翼的风电机组叶片。
背景技术
旋涡是流场中涡量相对集中的有限区域，它的生成、发展和演化过程，决定着整个流场特性以及物体的受力状态。
风力发电机在运行过程中，由于叶片翼尖区气流的强烈翻卷作用，导致在叶尖位置处的旋涡强度最大，涡系的存在改变了叶尖位置处有效速度方向，从而形成了诱导阻力。诱导阻力的产生将使得风力机叶片空气动力效率降低，影响风能捕获，导致机组的发电量降低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种带有非对称小翼的风电机组叶片，解决了现有风力发电机叶片叶尖诱导阻力大，发电量低的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种带有非对称小翼的风电机组叶片，包括叶片，叶片的叶尖端部相背设置有主小翼和辅助小翼，主小翼朝向叶片的压力面方向，辅助小翼朝向在叶片的吸力面方向。
本实用新型的特征还在于，
主小翼的翼型弦长和辅助小翼的翼型弦长之和与叶尖弦长相同。
主小翼翼型的相对厚度和辅助小翼翼型的相对厚度均不大于叶片的叶尖翼型的相对厚度。
主小翼与叶片的夹角为0°-30°；
辅助小翼与叶片的夹角为0°-30°。
主小翼的长度为600-800mm，辅助小翼长度为主小翼的1/3。
一种风电机组，使用如上所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种带有非对称小翼的风电机组叶片；通过对叶片叶尖添加非对称小翼后，叶片在运行过程中，处于畸变流场的非对称小翼首先增大叶片的有效展弦比，改变了机翼的环量分布，从而减小诱导阻力；叶尖小翼能耗散翼尖涡，可以使叶片叶尖尖拖出的强集中涡分散变成若干小涡，在粘性的作用下使其强度很快减弱，进而减小对下游风机的影响，有很好的实用价值。
附图说明
图1是现有风电机组的结构示意图；
图2是现有风电机组中叶片的结构示意图；
图3是本实用新型一种带有非对称小翼的风电机组叶片的结构示意图；
图4是本实用新型一种带有非对称小翼的风电机组叶片中叶尖的结构示意图。
图中，1.轮毂，2.叶片，3.机舱，4.塔架，5.主小翼，6.辅助小翼。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，现有风电机组主要包括竖直设置的塔架4，塔架4顶端设置有机舱3，机舱3端部连接有轮毂1，沿轮毂1外圆周均匀分布有三个叶片2；如图2所示，为现有风力发电机的叶片2结构。
现有风电机组在运行过程中，叶片2处于旋转状态，在叶片2离心力以及惯性力的作用下，叶片2表面气体有流向叶片2叶尖的趋势，向上运动气流在通过叶尖时与水平来流相混合，形成叶尖顶部区域的复杂三维流动，从而使得叶尖部位气动性能变差。叶尖区域的流动是主流场来流、上风向机组尾涡、翼尖涡流场的组合。并且在叶尖区域，其中吸力面的气流向内向后流动，压力面气流向外向后流动。因此叶片翼尖区气流的强烈翻卷作用，导致在叶尖位置处的旋涡强度最大，涡系的存在改变了叶尖位置处有效速度方向，从而形成了诱导阻力。诱导阻力的产生将使得风力机叶片空气动力效率降低，影响风能捕获，同时叶尖涡系的存在也是机组产生噪声的重要原因。
现有风电机组产生上述不利影响，其主要原因是由叶片2叶尖为水平薄翼结构，其对惯性力作用下的向上流动的气流无抑制作用。
针对上述情况，提供了一种带有非对称小翼的风电机组叶片，如图3所示，包括叶片2，包括叶片2，叶片2的叶尖端部相背设置有主小翼5和辅助小翼6，主小翼5朝向叶片2的压力面方向，辅助小翼6朝向在叶片2的吸力面方向。
叶片2沿着中心线可分为两部分，其中产生升力的面为压力面面，产生阻力的面为吸力面。
从结构上来看，单纯的添加主小翼5的叶片机组，在高叶尖速比下，在主小翼5位置上容易发生失速分离，由于叶尖位置处产生的升力较大，如果出现失速分离，将严重影响机组的稳定隐形。在主小翼5的基础上，添加辅助小翼6后，除自身可产生升力外，可以提升主小翼5的效率，同时可以在高的叶尖速比下，减少主小翼5的失速分离。
主小翼5的翼型弦长和辅助小翼6的翼型弦长之和与叶尖弦长相同。
主小翼5翼型的相对厚度和辅助小翼6翼型的相对厚度均不大于叶片2的叶尖翼型的相对厚度。翼型的相对厚度具体为翼型最大厚度与弦长之比。选择上述厚度要求，目的是达到减小在非对称小翼上的流动分离，同时所选翼型应满足在高叶尖速比下的气动性能良好，以增加叶片的风能捕获。
主小翼5与辅助小翼6的展向尺寸：在非对称小翼的展长选择上，根据工程经验，主小翼5的展向长度尺寸不应过小，过小对叶尖气动性能的改善不明显，同时主小翼5的展向长度尺寸不应过长，过长将增加叶片扫塔的危险。主小翼5的长度为600-800mm，辅助小翼6长度为主小翼5的1/3。
主小翼5与叶片2的夹角为0°-30°；辅助小翼6与叶片2的夹角为0°-30°。主小翼5与辅助小翼6的安装位置外倾角度保持一致，以起到更好的起到辅助效果。
一种风电机组，使用上所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片。
本实用新型一种带有非对称小翼的风电机组叶片；通过对叶片叶尖添加非对称小翼后，叶片在运行过程中，处于畸变流场的非对称小翼首先增大叶片的有效展弦比，改变了机翼的环量分布，从而减小诱导阻力；叶尖小翼能耗散翼尖涡，可以使叶片叶尖尖拖出的强集中涡分散变成若干小涡，在粘性的作用下使其强度很快减弱，进而减小对下游风机的影响，有很好的实用价值。
Claims (5)
1.一种带有非对称小翼的风电机组叶片，其特征在于，包括叶片(2)，所述叶片(2)的叶尖端部相背设置有主小翼(5)和辅助小翼(6)，所述主小翼(5)朝向叶片(2)的压力面方向，所述辅助小翼(6)朝向在叶片(2)的吸力面方向。
2.根据权利要求1所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片，其特征在于，所述主小翼(5)的翼型弦长和辅助小翼(6)的翼型弦长之和与叶尖弦长相同。
3.根据权利要求1所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片，其特征在于，所述主小翼(5)翼型的相对厚度和辅助小翼(6)翼型的相对厚度均不大于所述叶片(2)的叶尖翼型的相对厚度。
4.根据权利要求1所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片，其特征在于，所述主小翼(5)与所述叶片(2)的夹角为0°-30°；
所述辅助小翼(6)与所述叶片(2)的夹角为0°-30°。
5.根据权利要求1所述的一种带有非对称小翼的风电机组叶片，其特征在于，所述主小翼(5)的长度为600-800mm，所述辅助小翼(6)长度为主小翼(5)的1/3。
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