一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離為弦長，所述橫截面的最大厚度為弦長的50.0%-55.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長的30%-35%；所述橫截面的最大彎度為弦長的0.5%-1.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長的85%-95%；所述前緣的半徑為弦長的25.0%-35.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長的10%-14%。該翼型開辟了國內相對厚度大于40%的風力機專用翼型的先河，該翼型的應用不但能夠增大葉片靜剛度而且可以減輕結構重量，成為研制大型高效低成本風力機的重要技術基礎。
【專利說明】 一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，特別是涉及一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片。
【背景技術】
[0002]隨著能源和環境問題日益突出，儲量豐富、無污染和可再生的風能逐漸受到人們的重視，風電的發展尤為迅猛。無論對于陸上還是海上風電機組，機組容量都在呈現越來越大的趨勢，相應地，作為關鍵部件-葉片的長度也隨之從幾年前20米左右(I兆瓦機組)增大到60米左右(5兆瓦機組)乃至目前最大75米左右(10兆瓦機組)。然而，葉片長度增加后柔性增大，相應結構剛度大大降低，減弱了其抵抗各種外界載荷影響的能力，也增加了其掃掠塔架的風險，相應機組的可靠性降低。另外，葉片大型化的同時，自身重量顯著增大，導致成本增加，也將給后續運行、安裝及維護帶來許多問題。為此，國外學者最近提出了一種所謂大厚度翼型設計技術，即將原有葉片靠近葉根和葉中位置翼型最大厚度增加至40%弦長以上，該技術一經提出，就被業界普遍認為是解決上述對大型葉片發展來說至關重要的結構特性問題的可行性方案。因此，如何能創設一種結構剛度高、重量輕的新的大厚度翼型風機葉片，實屬當前重要研發課題之一。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，使其結構剛度高、重量減低、風機綜合性能提高，從而克服現有的結構重量重、風能利用率低的不足。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離為弦長，所述橫截面的最大厚度為弦長的50.0%-55.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長的30%-35% ;所述橫截面的最大彎度為弦長的0.5%-1.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長的85%-95% ;所述前緣的半徑為弦長的25.0%-35.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長的10%_14%。
[0005]作為本實用新型的一種改進，本實用新型還可通過下述方案實現:
[0006]一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片,其中,所述最大厚度為弦長的52.36%，最大厚度處與前緣的距離為弦長的32.5%，最大彎度為弦長的0.69%，最大彎度處與前緣的距離為弦長的88.9%，前緣半徑為弦長的29.7%，尾緣端面厚度為弦長的12.64%。
[0007]—種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其中，所述的壓力面型線和吸力面型線為貝茲曲線。
[0008]采用這樣的設計后，本實用新型至少具有以下優點:
[0009]1、本方案提供的葉片翼型的應用可有效的解決大型風力機葉片因為最大弦長的尾緣處厚度太薄而容易發生屈曲的問題。
[0010]2、新翼型的應用明顯改善葉片結構效率，不但有效提高了葉片靜剛度20%以上，而且使葉片自重也減小達5%左右。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0012]圖1是本實用新型一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的葉根部橫截面結構示意圖。
[0013]圖2是圖1中尾緣的局部放大圖。
[0014]圖3為本實用新型一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的橫截面外輪廓曲線圖。
[0015]圖4是本實用新型一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的升力系數圖。
[0016]圖5是本實用新型一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的升阻比圖。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1、圖2，本實用新型提供相對厚度為50%的葉片翼型(命名為UP50)，本實用新型所提供大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片的葉根部橫截面由前緣1、尾緣2、吸力面型線3和壓力面型線4構成，其中前緣I是圓弧，前緣I分別與吸力面型線3、壓力面型線4連接，連接點處的曲率連續，吸力面型線3末端11與壓力面型線4末端13連接形成尾緣2。
[0018]首先，對圖1中各部分的名稱做如下定義:
[0019]1、中弧線10:在翼型內做一系列吸力面型線3和壓力面型線4的內切圓，這些內切圓圓心的連線稱為翼型的中弧線10。
[0020]2、弦長:中弧線10如后兩端點的連線稱為翼弦，翼弦的長度簡稱弦長。
[0021]3、彎度C:中弧線10與翼弦之間的最大垂直距離稱為翼型的最大彎度，簡稱彎度，它與弦長的比值稱為相對最大彎度。
[0022]4、前緣半徑:通過翼型的前緣I的內切圓半徑稱為前緣半徑，其與弦長的比值稱為相對前緣半徑。
[0023]5、最大厚度D:翼型內切圓中最大的內切圓的直徑稱為翼型的最大厚度，它與弦長的比值稱為相對最大厚度。
[0024]6、最大厚度位置:沿翼弦由前緣點到最大厚度處的距離稱為最大厚度位置，其與弦長的比值稱為相對最大厚度位置。
[0025]7、最大彎度位置:由前緣點到最大彎度處沿翼弦方向的距離叫做最大彎度位置，它與弦長的比值稱為相對最大彎度位置。
[0026]8、尾緣端面12:吸力面型線3的末端11和壓力面型線4的末端13連線構成的線段為尾緣端面12，其厚度與弦長的比值成為相對尾緣端面厚度。
[0027]參照圖3所示，本實用新型的壓力面型線4和吸力面型線3采用的是Bezier (貝茲)曲線，本方案設計的相對厚度為50%的翼型(UP50)的幾何數據如下:
[0028]UP50各部分參數值的范圍:
[0029]
【權利要求】
1.一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其葉根部分的橫截面外輪廓分為前緣、尾緣、吸力面型線和壓力面型線，前緣與尾緣的距離為弦長，其特征在于: 所述橫截面的最大厚度為弦長的50.0%-55.0%，最大厚度處與前緣的距離為弦長的30%-35% ； 所述橫截面的最大彎度為弦長的0.5%-1.5%，最大彎度處與前緣的距離為弦長的85%-95% ； 所述前緣的半徑為弦長的25.0%-35.0%，所述尾緣的端面厚度為弦長的10%-14%。
2.根據權利要求1所述的一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其特征在于:所述最大厚度為弦長的52.36%，最大厚度處與前緣的距離為弦長的32.5%，最大彎度為弦長的0.69%，最大彎度處與前緣的距離為弦長的88.9%，前緣半徑為弦長的29.7%，尾緣端面厚度為弦長的12.64%。
3.根據權利要求1或2所述的一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，其特征在于:所述的壓力面型線和吸力面型線為貝茲曲線。
【文檔編號】F03D11/00GK203383988SQ201320402263
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】周文明, 代海濤, 劉丹 申請人:國電聯合動力技術有限公司