[发明专利]风电叶片、风轮及根据桨距角确定风电叶片弦长的方法

权利要求书

1.一种风电叶片，用于安装在风轮的轮毂上，其特征在于，所述风电叶片上设定处所对应的叶片弦长l(r)的公式为：

其中，所述风电叶片的旋转轴线为所述风轮的轮毂的轴线，M表示空气流经所述风电叶片时所产生的对所述风电叶片的旋转轴线的作用力矩，ρ表示空气的密度，R表示风电叶片的叶尖与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离，V表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始绝对运动速度，r表示所述风电叶片上设定处与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离，β表示风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角，R₀表示所述风轮的轮毂的半径。

2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角的正弦值sinβ满足等式：

sin⁴β+2sin³β+sin²β+2(sinθ-1)sinβ-cos²θ＝0，其中，θ表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始相对运动速度与所述风轮的轮毂的轴线之间的夹角。

3.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，包括迎风面及与所述迎风面相对应的背风面。

4.一种风轮，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的风电叶片。

5.根据权利要求4所述的风轮，其特征在于，还包括轮毂，所述风电叶片安装于所述轮毂上。

6.根据权利要求5所述的风轮，其特征在于，所述风电叶片的数量为多个，且多个所述风电叶片沿所述轮毂的周向均匀分布。

7.一种根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，其特征在于，该确定方法包括：

根据相对运动原理，得出空气流经所述风电叶片的设定处时的初始相对运动速度其中，V表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始绝对运动速度，ω表示风轮的旋转角速度，r表示所述风电叶片上设定处与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离；

根据空气流经整个所述风电叶片时产生的对所述风电叶片的旋转轴线的作用力矩M的计算公式：

计算得出所述风电叶片上设定处所对应的叶片弦长l(r)的公式为：

其中，所述风电叶片的旋转轴线为所述风轮的轮毂的轴线，ρ表示空气的密度，R表示风电叶片的叶尖与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离，β表示风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角，R₀表示所述风轮的轮毂的半径；θ表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始相对运动速度与所述风轮的轮毂的轴线之间的夹角，α表示风电叶片的设定处的攻角。

8.根据权利要求7所述的根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，其特征在于，根据空气流经所述风电叶片的微元段时产生的对所述风电叶片的旋转轴线作用力矩dM的计算公式：

计算得出空气流经整个所述风电叶片时所产生的对所述风电叶片的旋转轴线的作用力矩M的计算公式，其中，dQ表示流经所述风电叶片的微元段处的迎风面的空气流量；dq表示流经所述风电叶片的微元段处的背风面的空气流量，且dq＝l(r)rωdr sinβ；α表示所述风电叶片的设定处的攻角；dr表示所述风电叶片的微元段在所述风电叶片的径向方向上的长度。

9.根据权利要求7所述的根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，其特征在于，该确定方法还包括：计算所述风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角的正弦值sinβ，其中，所述风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角的正弦值sinβ满足等式：

sin⁴β+2sin³β+sin²β+2(sinθ-1)sinβ-cos²θ＝0。

10.根据权利要求7所述的根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，其特征在于，通过测风仪获取空气流入所述风电叶片上设定处时的初始绝对运动速度。