大型风力机叶片研究现状与发展趋势_胡燕平

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1、第49卷第20期机械工程学报Vol.49No.202013年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct.2013DOI：10.3901/JME.2013.20.140*大型风力机叶片研究现状与发展趋势胡燕平戴巨川刘德顺(湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室湘潭411201)摘要：叶片是风力机最为关键的部件之一，叶片、轮毂组成的风轮是能量捕获机构，将风能转变为机械能，与此同时，叶片又是风力机力源，主要承载部件，对整个风力机安全运行起着关键作用。在对大型风力机及其叶片产业发展现状分析基础上，从气动外形与结构设计现状、运行监测与控制技术现状、发展趋势与有待研

2、究的问题等几个角度进行较为全面的梳理总结，从而从总体上把握现代大型风力机叶片研究现状及发展趋势。指出今后将在针对抗台风叶片、低风速叶片、仿生叶片和低噪音叶片等的个性化设计，具有外部载荷环境和自身结构状态变化感知功能的智能风力机叶片设计等方面进一步发展；已经形成的风力机叶片设计、制造及运行监控理论等还要随着大批量风力机全生命周期服役实践，进一步完善和发展。关键词：风力机叶片设计能量捕获运行监控全生命周期中图分类号：TK83ResearchStatusandDevelopmentTrendonLargeScaleWindTurbineBladesHUYanpingDAIJuchuanLIU

3、Deshun(HunanProvincialKeyLaboratoryofHealthMaintenanceforMechanicalEquipment,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiangtan411201)Abstract：Bladeisoneofkeycomponentsofwindturbines.Thewindrotorconsistingofbladesandhubistheenergycapturemechanismwhichcantransformthewindenergyintomechanicalenergy.Att

4、hesametime,bladesaretheforcesourcesandbearingparts.Thus,bladesplayakeyroleforthesafetyofwindturbines.Theindustrydevelopmentsituationofmodernlarge-scalewindturbinesanditsbladesisanalyzed.Then,acomprehensivesummaryiscarriedoutincludingtheaerodynamicshapeandstructuraldesign,operationmonitoringandco

5、ntroltechnology,thedevelopmenttrendandfacedproblems.Thestatusanddevelopmenttrendofmodernlargescalewindturbinebladesaregraspedingeneral.Itisspeciallypointedoutthatsomefieldswillhavefurtherdevelopmentsuchasthepersonalizedairfoildesignofanti-typhoonblades,lowwindblades,bionicbladesandlownoiseblades

6、,designofnovelwindturbinebladewithsensingfunctionofexternalenvironmentloadandstructuralstatechange.Theformedbladedesign,manufactureandoperationmonitoringtheoryofwindturbineswillbefurtherimprovedanddevelopedbyservicepracticeoflargequantitiesofwindturbineinfulllife-cycle.Keywords：WindturbinesBlade

7、sdesignEnergycaptureOperationmonitoringFulllife-cycle使得大气受热对流形成风。据估计，地球上可利用*0前言的风能总量约200亿kW，其中仅我国风能储量就超过30亿kW。风能利用的主要方式是通过风力机由于地球上可供人类使用的化石燃料资源是将其转换为电能，风力机主要有水平轴式和垂直轴极其有限且不可再生的，所以开发核能、太阳能、式两大类。作为主流的现代大型水平轴式风力机，风能和地热能等各种新型能源已