风力机课程设计要求 - 图文
更新时间:2023-09-18 17:57:01 阅读量: 幼儿教育 文档下载
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风能转换原理与技术课程设计
一、课程设计的名称
基于NACA4412翼型风力机叶片的设计与三维建模
二、课程设计要求
1) 阅读理解“风能转换原理与技术中”叶片设计的相关原理
及设计知识,主要是第五章和第六章相关知识。 2) 编制叶素轴向、周向速度诱导因子、最佳弦长及扭角的计
算的界面程序。
3) 根据程序计算并绘制风力机叶片弦长随叶片展向长度的变
化曲线;
4) 根据程序计算并绘制风力机叶片扭角随叶片展向长度的变
化曲线;
5) 将所设计的叶片的三维模型的进行实体建模(可利用
solidworks,UG,CATIA等任意建模工具) 6) 撰写课程设计报告 三、用到的公式
半径r处的叶尖速比:?0??r
V1切向速度: Vx0?V1(1?a)轴向速度: Vy0??r(1?a')222叶素合成流速: vr?Vx0?Vy0??1?a?V1??1?a'???r?222入流角:sinΦ=攻角:?????
U?(1?a)?r(1?a') cosΦ= w2a叶素切向力:Cy?Clsin??Cdcos? 叶素推力:Cx?Clcos??Cdsin?
诱导速度因子的迭代方程:
a1?a? a'1?a?
叶片弦长实度: ?r?Nc2?R
叶素单位圆环扇面质量流率:?M?4??U?(?r)a'(1?a)r2?r 风能利用系数表达式: CPp?1
?U3??R22最佳弦长: t?2?r8v1z9Cv
L?r风轮直径设计:D?8Pu??C3 pV?四、已知数据
三叶片风力机功率P=6.0KW
功率按学号依次加0.2Kw,如1号算6.0Kw;2号算6.2Kw;算6.4Kw;依次类推
来流风速7m/s 风轮转速72rpm
风力机功率系数Cp=0.43 空气密度为1.225kg/m3 五、设计截面的参数
设计中取10处截面:
分别是:
叶片半径的10%处; 叶片半径的20%处;
3号叶片半径的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,
计算各截面处的叶尖速比分别为: ??10%??10%R
V1??20%R
V1?20%??30%???30%RV 1??40%RV 1??50%RV 1?
40%??
50%??60%???60%R V1??70%R ??70%V1??80%R ??80%V1?90%???90%R V1六、计算截面的弦长
叶片半径10%截面处弦长 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:
七、计算各截面的扭角
方法
各截面处的扭角 :
?????
其中?为各截面处的入流角,?为翼型的最大升阻比攻角
根据相迭代公式通过迭代方法求得轴向诱导因子a和周向诱导因子a?,迭代步骤如下: 假设a和a?的初值,一般可取0; (1)计算入流角;??arctan?1?a?V1 ??1?a??r(2)根据翼型空气动力特性曲线得到叶素的升力系数Cl和阻力系数Cd; (3)计算叶素的推力系数Cn和切向力系数Ct
Cn?Clcos??Cdsin?
Ct?Clsin??Cdcos?
(4)计算a和a?的新值
(5)比较新计算的a和a?值与上一次的a和a?值,如果误差小于设定的误差值(一般可取0.001),则迭代终止;否则,再回到(2)继续迭代。 八、 展示结果和程序
程序界面要求
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