风力机叶片翼型直接影响风轮的起动和接受风能的效率,因此,叶片翼型对风力机是十分重要的。
叶片翼型基本上可分为平板型、风帆型和扭曲型。低速风力机往往采用平板型和风帆型,它的迎角在整个叶片长度比是一样的,它接受风能的效率不高,但结构简单,易于制造,成本低。现代风力发电机的风轮叶片翼型基本上都是扭曲的,扭曲叶片虽然制造困难,成本高,但接受风能的效率高,使风力发电机能获得最大的风能功率。
所谓扭曲叶片,就是沿叶片长度翼型扭转一定角度,使得叶片翼型各处的安装角θi不一致,角度由叶根至叶尖逐渐减小,从而使叶片各处都处在最佳迎角状态,以获得最佳升力,达到叶片接受风能效率最高的目的。
一些微、小型风力发电机叶片较小,有的可能是木制的,不易扭曲也可以做成等安装角叶片,只是效率低一些。
在确定叶片翼型的同时,必须注意到翼型的升阻比。从理论上说,升阻比L/D越大越好,但升阻比大到一定限度时风轮叶片接受风能的效率并不一定高。
对于风力发电机组风轮叶片的翼型,基本上都采用美国国家航空咨询委员会及航天局给出的翼型。1933年,美国国家航空咨询委员会(NACA)发表了经大量试验后得出的具有重大意义的115种系列叶片翼型,表示为NACA□□□□。例如NACA2418,第一位数字2表示翼型的拱度f=2%。第二位数字表示拱度坐标的十位数xf=40%,最后两位数表示翼型的最大厚度t=18%。后来,美国国家航天局研究拱度位置xf前移对翼型升力和阻力的影响,于1935年又发表了NACA后面用5位数来表示的翼型共36个。如NACA23012,第一位数表示拱度f=2%,第二、三位表示拱度位置坐标的2倍,xf=15%,后边的两位数表示翼型的最大厚度t=12%。在给定的翼型中以NACA23012翼型的空气动力性能最好,因而得到广泛应用。
后来,美国国家航空航天局(NASA)也经试验给出了一些翼型。如NASALS(1)-0417MOD等。
下面给出几种常用的翼型,供设计者参考。
1)NASALS(1)-0417MOD,见表3-3和图3-8a、b、c;
表3-3 NASALS(1)-0417MOD翼型的坐标
(续)
图3-8 NASALS(1)-0417
2)NACA-23012,见表3-4、图3-9a、b、c;
表3-4 NACA-23012翼型的坐标
(www.daowen.com)
图3-9 NACA-23012
3)NACA-4412,见表3-5、图3-10a、b、c;
表3-5 NACA-4412翼型的坐标
图3-10 NACA-4412
4)FX63-137,见表3-6、图3-11a、b、c;
表3-6 FX63-137翼型的坐标
(续)
图3-11 FX63-137
5)CLARKY,见表3-7、图3-12a、b、c。
表3-7 CLARKY翼型的坐标
图3-12 CLARKY翼型
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