[實用新型]一種帶微致動器的風力機葉片

有效

• 申請號: 201821533532.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN208996867U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 朱國俊;薄曉宇;劉佳敏;馮建軍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本實用新型公開的一種帶微致動器的風力機葉片，葉片呈翼型，葉片表面沿翼型邊緣從前向后間隔設置有三個微致動器，每個微致動器均包括外殼，外殼的表面上均設置有三個氣泡膜，外殼與葉片之間還設置有隔離層。本實用新型的一種帶微致動器的風力機葉片，通過在葉片上設置微致動器，葉片表面的微致動器受到周圍空氣壓力的作用，附著在它上面的氣泡不斷收縮和膨脹，使微致動器和翼型表面流場的相互耦合，實現對的渦流分離狀態的操縱，增強了風力機葉片對風速變化的適應能力。

技術領域

本實用新型屬于流體機械設備技術領域，涉及一種帶微致動器的風力機葉片。

背景技術

風力機受到隨機風速、風向的影響，葉片翼型周圍的流場的流動分離以及渦的形成過程都非常復雜。風力機運行一段時間后，氣動效率會降低，主要原因是隨著來流攻角的增大，風力機的翼型周圍的流場的邊界層發生分離，導致升力系數減小、阻力系數增加，失速現象出現。而失速現象的發生常伴隨著相應壓力場和速度場的不規律變化，嚴重時甚至會產生壓力脈動，進而產生振動噪聲，加劇材料損傷，縮短風力機的使用壽命。

葉片作為風力機獲取風能的主要部件，它的氣動性能和結構性能直接決定著風力機的工作效率和運行壽命。現有風力機的葉片在來流攻角較大時，會發生比較明顯的失速現象，“失速”使風力機的氣動特性受到了嚴重的影響，導致輸出功率急劇減小。因此要深入地研究風力葉片翼型周圍的流場的流動分離現象、失速渦的形成過程，通過對葉輪作進一步的改進來提高風力機的氣動效率。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種帶微致動器的風力機葉片，延遲翼型失速攻角，更有效的控制風力機翼型周圍邊界層分離流動。通過在風力機翼型的上表面安裝氣泡型微致動器的方法來改變翼型周圍流場形狀及邊界層的分離狀況，延遲翼型周圍流場的分離，達到增加風力機的升力系數、改善風力機的動態失速性能和控制邊界層分離流動的目的。

本實用新型所采用的技術方案是，一種帶微致動器的風力機葉片，葉片呈翼型，葉片表面沿翼型邊緣從前向后間隔設置有三個微致動器，每個微致動器均包括外殼，外殼的表面上均設置有三個氣泡膜，外殼與葉片之間還設置有隔離層。

本實用新型的其他特點還在于，

三個微致動器的中心依次位于葉片邊緣的0.1c的位置，0.5c的位置和0.7c的位置，c為葉片的弦長。

外殼表面沿徑向開有三個圓形的通氣孔，每個通氣孔正對氣泡膜的正中央，通氣孔的直徑為0.003c，c為葉片弦長。

葉片表面上開有三個凹槽，每個凹槽位于每個微致動器的下方，凹槽的軸線與外殼的軸線平行，凹槽的槽深為0.01t，槽寬為0.01c，凹槽軸向長度為0.1c，軸向一端開口，用于空氣進入，另一端密封，其中，c為葉片的弦長，t為葉片厚度。

外殼的材質為單晶硅，外殼的軸向長度為0.1c，外殼1的寬度為0.025c，c為葉片的弦長。

氣泡膜由硅酮橡膠構成，三個氣泡膜結構相同，每個氣泡膜的寬度為0.02c，沿著氣流方向的寬度為0.02c，c為葉片的弦長，并且，氣泡膜與外殼連接的地方，四個角均采用圓弧過度，用以減小應力集中造成氣泡膜脫落。

隔離層采用金屬箔材質。