叶片课程设计（空气动力学）设计报告

课程设计(综合实验)报告

( -- 年度第一学期)

名 称： 题 目： 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：

成 绩：

日期：

一、 目的与要求

本次课程设计的主要目的：

1. 掌握动量叶素理论设计风力机叶片的原理和方法 2. 熟悉工程中绘图软件及办公软件的操作 3. 掌握科研报告的撰写方法 本次课程设计的主要要求：

1． 要求独立完成叶片设计参数的确定，每人提供一份课程报告 2． 每小组提供一个手工制作的风力机叶片 二、 主要内容

设计并制作一个风力机叶片 1． 原始数据

三叶片风力机功率P＝6.03KW 来流风速7m/s 风轮转速72rpm

风力机功率系数Cp＝0.43 传动效率为0.92 发电机效率为0.95 空气密度为1.225kg/m3

全班分为2个小组，每个小组采用一种风力机翼型，翼型的气动数据（升力系数，阻力系数，俯仰力矩系数）已知。 2． 设计任务

2.1

风力机叶片设计：根据动量叶素理论对各个不同展向截面的弦长和扭角进行计算，按比例画出弦长、扭角随叶高的分布。

2.2

根据以上计算结果手工制作风力机叶片，给出简单的制作说明。

三、 进度计划 序号 1 2 3 4 设计(实验)内容 叶片参数的计算 叶片制作 报告撰写 课程设计答辩 3天 1天 1天 半天 完成时间 备注 四、 数据计算 选用翼型s819

(一)

叶片半径的计算：

1

由风力发电机输出功率：

P? 得，叶片直径：

D?8P?3?Vr?CP?1?21?Vr3?D2CP?1?2 88?6.03?103?9.863m 31.225?7???0.43?0.95?0.92 叶片半径：

R?(二)

叶尖速比的计算：

D9.863??4.932m22

整个叶片的叶尖速比：

?0??R2?n/60?R2??72/60?4.932 ???5.31V1v17 半径r处的叶尖速比：???r ① 0V1 设计中取9处截面，分别是叶片半径的20%处，叶片半径的30%处，叶片半径的40%处，叶片半径的

50%处，叶片半径的60%处，叶片半径的70%处，叶片半径的80%处，叶片半径的90%处，则由式①得到各截面处的叶尖速比分别为：

?20%???30%R??20%R ???1.592824?1.06188330%VV 11??40%R??50%R?2.123766???2.65470750%VV 11??70%R??60%R ???3.71659 ?3.18564970%VV11?40%??60%???80%R??90%R ? ? ??4.247532??4.77847380?%VV11(三) 各截面处翼型弦长：

确定每个剖面的形状参数N:

16?N?9

可根据公式： 求得：

R/r?0r24?0()?R922

由弦长计算公式

C?rN?ClB16?R42r9ClB?0?0()2?R9 并由表1查得最大升力系数 CL= ，风机叶片数 B=3，再将各截面处的叶尖速比代入式得

叶片半径20%截面处弦长： 叶片半径30%截面处弦长：叶片半径40%截面处弦长： 叶片半径50%截面处弦长： 叶片半径60%截面处弦长： 叶片半径70%截面处弦长： 叶片半径80%截面处弦长：叶片半径90%截面处弦长：

(四) 各截面处翼型的扭角：

C?R(20%)?16?1.111705 9ClB?40?02(20%)2?9C?R(30%)?16?0.807238 9ClB?40?02(30%)2?9C?R(40%)?16?0.626191 9C2lB?0?0(40%)2?49C?R(50%)?16?0.509243 9C2lB?0?0(50%)2?49C(60%)?16?R4?0.428268 9ClB?20?0(60%)2?9C?R(70%)?16?0.369147 9C2lB?0?0(70%)2?49C?R(80%)?16?0.324199C2lB?0?0(80%)2?49

C16?R(90%)??0.2888999ClB?0?2(90%)2?409

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