[发明专利]一种用于叶片的渐缩式降噪装置及叶片

说明书

本发明涉及一种用于叶片的渐缩式降噪装置及叶片，叶片包括叶片前缘和叶片尾缘，该降噪装置包括：固定件，其用于固定于叶片的叶片尾缘上；两个降噪板，其间隔布置于叶片两侧并与固定件固定，两个降噪板的间距沿X轴方向逐渐减小；每一降噪板内侧沿Z轴设有至少一组锯齿组件，每组锯齿组件沿X轴方向排列，并且锯齿组件的每一锯齿与降噪板的壁面形成夹角α，所述α小于90°。本发明可以对叶片两侧面形成的两成股气流进行混合，达到破碎大涡目的；另外根据渐缩的结构，使得气流依靠自身动能达到混合目的，从而破碎大涡形成小涡，以达到降噪的目的。

技术领域

本发明属于风电叶片领域，尤其涉及一种用于叶片的渐缩式降噪装置及叶片。

背景技术

风能作为清洁无公害的可再生能源，日益受到各国的重视。随着我国风电装机容量和国产化程度的不断扩大，风电机组的噪声问题逐渐显现出来，干扰人们的工作和生活。

叶片旋转过程中气流从叶片尾缘脱落产生的涡产生，一般大涡产生低频噪音，小涡产生高频噪音；高频噪音随距离和障碍物衰减较快，低频噪音较难衰减，所以常用的降噪原理为混合尾涡，击破其中的大涡，从而达到从根源降噪的目的。

叶片尾缘锯齿结构可以改变各个截面尾迹涡的脱落位置，增大涡心之间的距离，抑制脱落涡对尾迹流动的扰动，进而减小了叶片表面的非定常压力脉动和尾迹涡引起的气动噪声。例如，

中国专利CN106050553A公开了一种大厚度钝尾缘翼型的降噪装置，通过在钝尾缘体的尾缘平面上固定一个锯齿形尾缘体，改善大厚度钝尾缘翼型的空气动力学特征，阻挡、分割湍流强度较大时翼型的涡流。

由于风力发电机叶片为旋转运动，其表面流体由于离心作用存在指向叶尖的轴线流动趋势，故尾涡脱落过程中也存在轴线流动，在叶片气动性能变差，如失速情况下，其边界层分离严重，轴线流动更加明显，此类状况下尾涡的轴线脱落更加明显，常规的在弦长方向设置沿吸附面和压力面伸长的锯齿结构，其对尾涡的作用将急剧下降，对轴向流动分离涡混合能力也较弱。

因此，如何通过合理的设计，有效的提升轴向流动分离涡混合能力以及远离边界层的流动涡混合能力，降低气动噪声，仍是一大难题挑战。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于叶片的渐缩式降噪装置及叶片，可以对叶片两侧面形成的两成股气流进行充分的混合，从而破碎大涡形成小涡，以达到降噪的目的。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种用于叶片的渐缩式降噪装置，包括：

固定件，其用于固定于叶片的叶片尾缘上；

两个降噪板，其间隔布置于叶片两侧并与所述固定件固定，两个所述降噪板的间距沿X轴方向逐渐减小；

每一所述降噪板内侧沿Z轴方向设有至少一组锯齿组件，每组所述锯齿组件沿X轴方向排列，并且所述锯齿组件的每一锯齿与所述降噪板的壁面形成夹角α，所述α小于90°。

其中，两个降噪板的间距h满足以下关系：

h＝-ax⁶+bx⁵-cx⁴+d，

其中，x为所处间距截面至降噪板最前端开放口的长度，a、b、c及d均为常数，a、b、c的数值范围均为0～0.1。

其中，α的数值范围为25°～65°。

其中，锯齿上布置微锯齿。

其中，降噪板外侧设有边齿和/或孔和/或凹坑。

其中，同一组内相邻所述锯齿的间距沿X轴方向等比增加，等比增加的倍数范围为0～2。