叶片尖部吸力面被动喷气对风力机气动性能影响的实验研究

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1、叶片尖部吸力面被动喷气对风力机气动性能影响的实验研究院系飞行动力与能源工程学院专业飞行器动力工程班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空工业学院2007年6月摘要本课题是对风力机翼型NACA63-421进行改进，在其叶尖部分采用不同的被动通气方案来研究其对风力机的性能影响。然后，将原型及其改型翼型制成风力机模型置于DFD-2风洞中进行对比实验。实验风速从V=4到16m/s,间隔1m/s；安装角为2°到20°，间隔2°。对比测量改进翼型和原型的输出功率，观察各种被动通气方案对输出功率的影响。研究了通气孔在叶尖不同半径位置时对风力机性能的影响。研究结果表明：改进方案在较大安装角（对应于小攻角

2、）时能够有效提高风力机性能，而在小安装角（对应于大攻角）时效果不佳，原因可能是叶片上通气孔的设计缺陷及加工过程中的机械损伤，致使喷气方向不符合要求。关键词：风洞试验；翼型；风力机；边界层控制VExperimentalStudyoftheEffectofthePassiveBleedingonSuctionSurfaceoftheBladetiponAerodynamicCharacteristicsofWindTurbineAbstractThispapermakessomemodificationsoftheairfoilNACA63-421forhorizontal-axiswi

3、ndturbine,inwhichthedifferentpassivebleedingconfigurationsweremadeonthesuctionsurfaceofthebladetiptostudytheireffectontheaerodynamicperformanceofthewindturbine.Andthen,thecomparativeexperimentsofthewindturbinemodelswiththeprototypeanditsmodifiedairfoilswereconductedintheDFD-2windtunnelatwindspe

4、edsof8-16m/satintervalof1m/sandatsettinganglesof2°-20°atintervalof2°.Theoutputpowerwasmeasuredoftheoriginalanditsmodifiedmodelstoexaminethechangeinthewindturbineperformancesbymodificationsoftheairfoil.Moreover,theeffectsofthespanwisepositionsofpassivebleedingslotsonperformancesofwindturbinewere

5、studiedinthispaper.Theexperimentalresultsshowthatthemodifiedairfoilseffectivelyenhanceperformancesofthewindturbineatthegreatersettingangles(thatis,smallerAOA),however,atsmallersettinganglestheyseemtoworknotaswellasexpected,perhapsbecauseofthedesigndefaultofbleedslotsortheprocessingdamageofthesl

6、otssothatthebleedingdirectionfromtheslotsdoesn’tcorrespondwiththerequireddirection.Keywords:experimentinwindtunnel;airfoil;windturbine;boundarylayercontrolV符号表b翼型弦长Mm尖速度比翼型最大相对厚度P功率w翼型相对弯度位置n转速r/minh翼型厚度Mmd直径mm翼型升力系数D风轮直径mL展长Mmr风轮半径mmV速度m/sY升力NM弯矩N·mX阻力NW抗弯截面系数m3角速度rad/s密度kg/m3A面积m2拉伸应力P0理想功率W许

7、用拉伸应力F力Nm质量KgT扭矩N·mV目录1绪论11.1概述11.2风能利用的历史31.3国内外风能利用的现状41.4风能利用的前景52风力机简介72.1风力机分类72.2风力机发电原理82.2.1风力机工作的基本理论--贝茨理论82.2.2风力机轴功率Pw，尖速比112.3翼型的基本概念112.4影响风机叶片效率的因素及解决方案122.4.1边界层的概念122.4.2边界层分离132.4.3解决方案153实验设备实验件及实验过程173.1风洞实验设备1