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1、目錄風力機空氣動力學基礎(chǔ)知識2風力與風的測量13什么是升力式風力機17風輪的實度24風力機調(diào)速方式29風力機對風裝置32直驅(qū)式水平軸風力發(fā)電機36概念風力機圖片39達里厄風力機42升力－阻力結(jié)合式垂直軸風力機49葉片可擺動的垂直軸風力機53離心力調(diào)節(jié)葉片攻角垂直軸風力機58用磁力與風力控制垂直軸風力機漿距角的方法與機構(gòu)64達里厄風力機圖片73屏障平板式風力機81平板擺轉(zhuǎn)式風力機84風杯式阻力差風力機87S式阻力差風力機之一90S式阻力差風力機之二93薩渥紐斯(Savonius)風力機93塞內(nèi)加爾式風力機94阻力型風力機圖片96直驅(qū)式風力發(fā)電機概述101外轉(zhuǎn)子直
2、驅(qū)式發(fā)電機104中間定子盤式風力發(fā)電機108中間轉(zhuǎn)子盤式發(fā)電機114薄盤式永磁發(fā)電機120Enercon公司E-112風力發(fā)電機的吊裝圖片125葉片的空氣動力學基礎(chǔ)133升力型垂直軸風力機的工作狀態(tài)簡析138淺析垂直軸風力機葉片的翼型與展弦比145NACA0012翼型的截面與升力阻力曲線圖150簡析幾種垂直軸風力機葉片攻角調(diào)整方法的優(yōu)缺點155風能與風功率163風輪尺寸與額定風速167風力機空氣動力學基礎(chǔ)知識風能曾是蒸汽機發(fā)明之前最重要的動力，數(shù)千年前就有了帆船用于交通運輸，后來有了風車用來磨面與抽水等。近年來，由于傳統(tǒng)能源逐漸枯竭、對環(huán)境污染嚴重，風能作為清
3、潔的新能源得到人們的重視。為方便風力機技術(shù)知識的學習，下面介紹一些風力機空氣動力學的基礎(chǔ)知識。???升力與阻力風就是流動的空氣，一塊薄平板放在流動的空氣中會受到氣流對它的作用力，我們把這個力分解為阻力與升力。圖1中F是平板受到的作用力，F(xiàn)D為阻力，F(xiàn)L為升力。阻力與氣流方向平行，升力與氣流方向垂直。圖1-升力與阻力示意圖我們先分析一下平板與氣流方向垂直時的情況，見圖2，此時平板受到的阻力最大，升力為零。當平板靜止時，阻力雖大但并未對平板做功；當平板在阻力作用下運動，氣流才對平板做功；如果平板運動速度方向與氣流相同，氣流相對平板速度為零，則阻力為零，氣流也沒有對
4、平板做功。一般說來受阻力運動的平板當速度是氣流速度的20%至50%時能獲得較大的功率，阻力型風力機就是利用葉片受的阻力工作的。圖2-阻力的形成當平板與氣流方向平行時，平板受到的作用力為零（阻力與升力都為零）。當平板與氣流方向有夾角時（見圖3），氣流遇到平板的向風面會轉(zhuǎn)向斜下方，從而給平板一個壓力，氣流繞過平板上方時在平板的下風面會形成低壓區(qū)，平板兩面的壓差就產(chǎn)生了側(cè)向作用力F，該力可分解為阻力FD與升力FL。圖3-升力與阻力的形成平板與氣流方向的夾角稱為攻角，當攻角較小時，平板受到的阻力FD較??；此時平板受到的作用力主要是升力FL，見圖4。圖4-小攻角時升力大
5、阻力小飛機、風箏能夠升到空中就是依靠升力，升力型風力機就是靠葉片受到的升力工作的。???翼型翼型本是來自航空動力學的名詞，是機翼剖面的形狀，翼型均為流線型，風力機的葉片都是采用機翼或類似機翼的翼型，圖5是翼型的幾何參數(shù)圖圖5-翼型的幾何參數(shù)與翼型上表面和下表面距離相等的曲線稱為中弧線，翼型通過以下參數(shù)來描述：?（1）前緣、后緣?翼型中弧線的最前點稱為翼型的前緣，最后點稱為翼型的后緣。（2）弦線、弦長連接前緣與后緣的直線稱為弦線；其長度稱為弦長，用c表示。弦長是很重要的數(shù)據(jù)，翼型上的所有尺寸數(shù)據(jù)都是弦長的相對值。（3）最大彎度、最大彎度位置中弧線在y坐標最大值稱
6、為最大彎度，用f表示，簡稱彎度；最大彎度點的x坐標稱為最大彎度位置，用xf表示。（4）最大厚度、最大厚度位置上下翼面在y坐標上的最大距離稱為翼型的最大厚度，簡稱厚度，用t表示；最大厚度點的x坐標稱為最大厚度位置，用xt表示。（5）前緣半徑翼型前緣為一圓弧，該圓弧半徑稱為前緣半徑，用r1表示。（6）后緣角翼型后緣上下兩弧線切線的夾角稱為后緣角，用τ表示。對稱翼型的彎度為0，上下表面對稱。對稱翼型的彎度f為0，t1=t2,上下表面對稱。圖6-對稱翼型????翼型的升力與阻力民航飛機機翼的截面是常用的翼型，能產(chǎn)生較大的升力，且對氣流的阻力很小，常用的飛機翼型上表面彎
7、曲，下表面平直，見圖7，即使葉片與氣流方向平行也會有升力產(chǎn)生，這是因為繞過翼型上方的氣流速度比下方氣流快許多，跟據(jù)流體力學的伯努利原理，上方氣體壓強比下方小，翼片就受到向上的升力FL。圖7-攻角為0時的非對稱翼型也有升力翼型的弦線與來流方向的夾角稱為攻角或迎角，當攻角增大時，翼型受到的升力會增大，有攻角的翼型能受到較大的升力，阻力雖有增加但很小，在來流不變時翼型受到的升力隨攻角的增大而增大。圖8是攻角為12度時的氣流與升力圖。圖8-在合適攻角下翼型有最大升力下面是翼型受來流產(chǎn)生升力的動畫，動畫演示了翼型在攻角為0度、5度、12度時的氣流與升力的狀態(tài)。翼型受來流
8、產(chǎn)生升力的動畫雖然翼型受到的升力隨攻角
