被动喷气襟翼对风力机性能影响的实验研究

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1、第29卷第5期2012年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．29No．5Oct．2012文章编号：2095—1248(2012)05—0006一04被动喷气襟翼对风力机性能影响的实验研究王虎彬，徐志晖，杨波，王建明，申振华(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：对风力机叶片的NACA4424翼型附加了被动喷气襟翼，研究其提高风力机功率系数cp的可能性。在翼型(NACA4424)压力面95％弦长处开缝，使得气体以与弦线成45。的角度向后喷出，模拟Gumey襟翼的作用。通过对有、无喷气襟翼的风力机

2、模型进行风洞对比实验，表明被动喷气襟翼显著提高了风力机的性能。这说明对于实际有扭曲叶片的风力机，在尖、中、根部采用被动喷气襟翼提高其性能是一项有很好应用前景的新技术。关键词：风力机；被动喷气襟翼；Gumey襟翼；安装角；功率系数中图分类号：TK83文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2012．05．002Experimentalstudyofeffectsofpassiveairjetflaps(PAJFs)onthewindturbineperformanceWANGHu—bin，XUZhi—hui，YANGBo，WANGJian-ruing，SHE

3、NZhen—hua(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Passiveairjetflaps(PAJFs)areappliedtoNACA4424airfoilofwindturbinebladeinthispapertoinvestigatetheircapabilitiesofenhancingthepowercoefficientCpofwindturbines．Slotshavebeennot—chedat95％ofbladechordlengthont

4、hepressuresurfaceofNACA4424airfoilSOthatjetsfromtheslotsexhaustrearwardatanangleof45otOthebladechordtosimulateGumeyflapeffect．Comparativeexperi-mentalresultsofmodelswithandwithoutPAJFsinthewindtunnelshowthatPAJFssignificantlyincreasewindturbineperformance．Furthermore，itshowsthat，foractualwindturb

5、ineswithtwistedblades，thisisapromisingnovelmethodtoapplyPAJFstothemeanand／orhubofwindturbinebladestoenhancetheirperformances．Keywords：windturbine；passiveair-jetflap；Gurneyflap；staggerangle；powercoefficient新能源尤其是风能，日益成为一种受到全世界各国重视的能源。多年来，人们尝试了许多技术措施提高风力机的气动性能，但是基本上都是通过对叶片加装Gurney襟翼来提高风力机的风能利用率¨引。图

6、1Gurney襟翼示意图加装Gurney襟翼尽管可以提高风力机的气动性能，但是它不可调节。本文首次提出一种“被动”喷气襟翼，它在翼型的95％弦长处的压力面上开一排与弦线成一定角度的孔，使得气流从空心轮毂进入空心叶片，再从这些孑L中喷出，以模拟Gurney襟翼增大翼型弯度的作用。这股气流流入去除帽罩的空心轮毂，再通过风轮旋转的离心力产生的局部低压将其引入空心叶片，再从上述气孔中以一定角度喷出，如图2所示。这种方收稿日期：2012—09—20基金项目：辽宁省自然科学基金(项目编号：20102177)作者简介：王虎彬(1984一)，男，河北邯郸人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机气动热力学

7、及应用，E—mail：wanghubin001@126corn；徐志晖(1970一)，女，江苏南京人，讲师，主要研究方向：叶轮机械气动力学及其应用，E·mail：syiaexuzhihui@qq．conl。第5期王虎彬，等：被动喷气襟翼对风力机性能影响的实验研究7法无需消耗额外的动力，并且会取得意想不到的效果。图2叶片进气示意图1实验模型及实验装置1．1实验模型本实验考虑到需要中心通气，故选用厚度较大的NACA4424型翼型。作为概