[發明專利]風力發電葉片及迎風面出流切線傾角的確定方法

有效

• 申請號: 201610151528.8
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105545584B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 張照煌;高青風;李富田;孫飛
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 史明罡

1.一種風力發電葉片，包括迎風面與背風面，其特征在于，設迎風面出流切線傾角為且其中，所述迎風面出流切線傾角為所述風力發電葉片的某一橫截面末端的迎風面出風點切線方向與該迎風面出風點的旋轉線速度反方向之間的夾角，V_a1為入流風速，V_e2為迎風面出風點的旋轉線速度，N為風力發電葉片的數量，l為迎風面出風點處的風力發電葉片寬度，r為迎風面出風點所在圓的半徑，迎風面出風點所在圓的圓心為迎風面風出點所在的風力發電葉片的旋轉平面與風力發電葉片的旋轉軸線的交點。

2.根據權利要求1所述的風力發電葉片，其特征在于，所述入流風速V_a1的方向垂直于所述風力發電葉片的旋轉平面。

3.根據權利要求1所述的風力發電葉片，其特征在于，所述迎風面出風點的旋轉線速度V_e2由風力發電機的額定功率計算得出。

4.風力發電葉片的迎風面出流切線傾角的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立迎風面出流切線傾角入流風速V_a1、迎風面出風點的絕對出流速度V_a2、迎風面出風點的旋轉線速度V_e2以及迎風面出風點的相對出流速度V_r2之間的關系；其中，所述迎風面出風點的絕對出流速度V_a2與入流風速V_a1矢量差的矢量平行于風輪旋轉平面，從而使空氣對風力發電葉片的推力與風力發電葉片的旋轉方向一致；所述迎風面出流切線傾角為所述風力發電葉片的某一橫截面末端的迎風面出風點切線方向與該迎風面出風點的旋轉線速度反方向之間的夾角；

建立所述迎風面出流切線傾角關于所述迎風面出風點的旋轉線速度V_e2及所述入流風速V_a1的方程；由于所述迎風面出風點的旋轉線速度V_e2能夠由風力發電機的額定功率計算得出，所述入流風速V_a1為額定值，即可求得迎風面出流切線傾角

5.根據權利要求4所述的迎風面出流切線傾角的確定方法，其特征在于，

根據所述風力發電葉片與空氣的相對運動關系，可知所述迎風面出風點的相對出流速度V_r2與所述迎風面出風點的旋轉線速度V_e2的矢量和為迎風面出風點的絕對出流速度V_a2矢量；

根據動量原理和矢量運算法則，得到

根據幾何關系可以得到

6.根據權利要求5所述的迎風面出流切線傾角的確定方法，其特征在于，所述迎風面出風點的絕對出流速度V_a2與所述入流風速V_a1之間的關系根據流量連續性方程建立，即2πrdrV_a1＝(2πr-Nl)drV_a2，其中，N為風力發電葉片的數量，l為迎風面出風點處的風力發電葉片寬度，r為迎風面出風點所在圓的半徑，迎風面出風點所在圓的圓心為迎風面出風點所在的風力發電葉片的旋轉平面與風力發電葉片的旋轉軸線的交點。

7.根據權利要求6所述的迎風面出流切線傾角的確定方法，其特征在于，建立所述迎風面出流切線傾角關于所述迎風面出風點的旋轉線速度V_e2及所述入流風速V_a1的方程：

8.根據權利要求4-7任一項所述的迎風面出流切線傾角的確定方法，其特征在于，所述入流風速V_a1的方向垂直于所述風力發電葉片的旋轉平面。