[实用新型]一种大型风机的大厚度翼型叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，特别是涉及一种大型风机的大厚度翼型叶片。

背景技术

随着能源和环境问题日益突出，储量丰富、无污染和可再生的风能逐渐受到人们的重视。风电机组的核心部件-----叶片具有不同厚度和扭角分布的翼型截面，其翼型的气动性能与整机的运行效率和可靠性密切相关。早期风力机在叶片设计时首选的是发展比较成熟、升阻特性较好的航空翼型，但实践证明这类翼型的设计并不能很好的满足风机设计和使用要求，如对于失速型风力机而言，在失速区会产生过高的峰值能量和峰值载荷，不仅损坏了发电机，而且加重了叶片的载荷，降低了叶片的寿命，同时由于风力机长期在野外工作，受沙尘、雨滴等作用叶片表面粗糙度增加，翼型气动性能迅速恶化导致的能量损失可达20%-30%。

目前国内风力机专用翼型的研究工作刚刚起步，国内部分叶片厂只能对国外生产的风机叶片进行测绘仿制，因为缺乏翼型的几何和气动性能数据，直接影响了我国大型风力机的自主设计水平。因此如何能创设一种风能利用效率高、结构重量轻的新的大厚度翼型风机叶片,成为我国风力机发展的当务之急。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种大型风机的大厚度翼型叶片，使其重量减低、风机综合性能提高，从而克服现有的结构重量重、风能利用率低的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大型风机的大厚度翼型叶片，其叶中偏叶根部分的横截面外轮廓分为前缘、尾缘、吸力面型线和压力面型线，前缘与尾缘的距离为弦长，所述横截面的最大厚度为弦长的38.0%-42.0%，最大厚度处与前缘的距离为弦长的25%-35%；所述横截面的最大弯度为弦长的2.5%-3.5%，最大弯度处与前缘的距离为弦长的75%-85%；所述前缘的半径为弦长的12.0%-16.0%，所述尾缘的端面厚度为弦长的2%-4%。

作为本实用新型的一种改进，本实用新型还可通过下述方案实现：

一种大型风机的大厚度翼型叶片，其中，所述最大厚度为弦长的39.97%，最大厚度处与前缘的距离为弦长的30%，最大弯度为弦长的3.2%，最大弯度处与前缘的距离为弦长的77%，前缘半径为弦长的14.0%，尾缘端面厚度为弦长的2.43%。

一种大型风机的大厚度翼型叶片，其中，所述的压力面型线和吸力面型线为贝兹曲线。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

1、本方案提供的相对厚度为40%的翼型（命名为UP40）综合性能优于相同相对厚度的传统DU、NACA翼型，比传统的DU00-W-401综合性能提高3.2%。

2、新翼型不但提高了风能利用效率，而且减轻了结构重量，降低了疲劳载荷，已成为研制大型高效低成本风力机的重要技术基础。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种大型风机的大厚度翼型叶片的叶中偏叶根部横截面结构示意图。

图2是图1中尾缘的局部放大图。

图3为本实用新型一种大型风机的大厚度翼型叶片的横截面外轮廓曲线图。

图4是本实用新型一种大型风机的大厚度翼型叶片与DU00-W-401的升力系数对比图。

图5是本实用新型一种大型风机的大厚度翼型叶片与DU00-W-401的升阻比对比图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型提供相对厚度为40%的叶片翼型（命名为UP40），本实用新型所提供大型风机的大厚度翼型叶片的叶中偏叶根部横截面由前缘1、尾缘2、吸力面型线3和压力面型线4构成，其中前缘1是圆弧，前缘1分别与吸力面型线3、压力面型线4连接，连接点处的曲率连续，吸力面型线3末端11与压力面型线4末端13连接形成尾缘2。

首先，对图1中各部分的名称做如下定义：

1、中弧线10：在翼型内做一系列吸力面型线3和压力面型线4的内切圆，这些内切圆圆心的连线称为翼型的中弧线10。

2、弦长：中弧线10前后两端点的连线称为翼弦，翼弦的长度简称弦长。

3、弯度C：中弧线10与翼弦之间的最大垂直距离称为翼型的最大弯度，简称弯度，它与弦长的比值称为相对最大弯度。

4、前缘半径：通过翼型的前缘1的内切圆半径称为前缘半径，其与弦长的比值称为相对前缘半径。