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《風(fēng)力機(jī)葉片課程設(shè)計(jì)：基于naca4412翼型風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)與三維建?！酚蓵T上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告(2013--2014年度第一學(xué)期)名稱南京理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)新能源科學(xué)與工程班級10086701學(xué)號1011080134姓名張進(jìn)指導(dǎo)教師王學(xué)德設(shè)計(jì)周數(shù)18—20（共三周）2014年1月8日基于NACA4412翼型風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)與三維建模摘要風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風(fēng)能為2×10^7MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過風(fēng)車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，
2、人們感興趣的是如何利用風(fēng)來發(fā)電。把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動(dòng)能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。本課題研究水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計(jì)、實(shí)體建模。主要任務(wù)如下：1.編制葉素軸向、周向速度誘導(dǎo)因子、最佳弦長及扭角的計(jì)算的界面程序；2.根據(jù)程序計(jì)算并繪制風(fēng)力機(jī)葉片弦長隨葉
3、片展向長度的變化曲線；3.根據(jù)程序計(jì)算并繪制風(fēng)力機(jī)葉片扭角隨葉片展向長度的變化曲線；4.將所設(shè)計(jì)的葉片的三維模型的進(jìn)行實(shí)體建模。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)力機(jī)葉片，三維建模第一章綜述1.1風(fēng)力機(jī)簡介風(fēng)力機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。許多世紀(jì)以來，它同水力機(jī)械一樣，作為動(dòng)力源替代人力、畜力，對生產(chǎn)力的發(fā)展發(fā)揮過重要作用。近代機(jī)電動(dòng)力的廣泛應(yīng)用以及20世紀(jì)50年代中東油田的發(fā)現(xiàn)，使風(fēng)力機(jī)的發(fā)展緩慢下來。70年代初期，由于“石油危機(jī)”，出現(xiàn)了能源緊張的
4、問題，人們認(rèn)識到常規(guī)礦物能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性和有限性，于是尋求清潔的可再生能源遂成為現(xiàn)代世界的一個(gè)重要課題。風(fēng)能作為可再生的、無污染的自然能源又重新引起了人們重視。1.2風(fēng)力機(jī)簡史風(fēng)車最早出現(xiàn)在波斯，起初是立軸翼板式風(fēng)車，后又發(fā)明了水平軸風(fēng)車。風(fēng)車傳入歐洲后，15世紀(jì)在歐洲已得到廣泛應(yīng)用。荷蘭、比利時(shí)等國為排水建造了功率達(dá)66千瓦（90馬力）以上的風(fēng)車。18世紀(jì)末期以來，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)車的結(jié)構(gòu)和性能都有了很大提高，已能采用手控和機(jī)械式自控機(jī)構(gòu)改變?nèi)~片槳距來調(diào)節(jié)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。風(fēng)力機(jī)用于發(fā)電的設(shè)想始于1890年丹麥的一項(xiàng)
5、風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。到1918年，丹麥已擁有風(fēng)力發(fā)電機(jī)120臺，額定功率為5～25千瓦不等。第一次世界大戰(zhàn)后，制造飛機(jī)螺旋槳的先進(jìn)技術(shù)和近代氣體動(dòng)力學(xué)理論為風(fēng)輪葉片的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件，于是出現(xiàn)了現(xiàn)代高速風(fēng)力機(jī)。1931年，蘇聯(lián)采用螺旋槳式葉片建造了一臺大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)速為13.5米/秒時(shí),輸出功率達(dá)100千瓦,風(fēng)能利用系數(shù)提高到0.32。在第二次世界大戰(zhàn)前后，由于能源需求量大，歐洲一些國家和美國相繼建造了一批大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。1941年，美國建造了一臺雙葉片、風(fēng)輪直徑達(dá)53.3米的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速為13.4米/秒時(shí)輸出功率達(dá)
6、1250千瓦。英國在50年代建造了三臺功率為100千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。其中一臺結(jié)構(gòu)頗為獨(dú)特，它由一個(gè)26米高的空心塔和一個(gè)直徑24.4米的翼尖開孔的風(fēng)輪組成。風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)造成的壓力差迫使空氣從塔底部的通氣孔進(jìn)入塔內(nèi)，穿過塔中的空氣渦輪再從翼尖通氣孔溢出。法國在50年代末到60年代中期相繼建造了三臺功率分別為1000千瓦和800千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)?，F(xiàn)代的風(fēng)力機(jī)具有增強(qiáng)的抗風(fēng)暴能力，風(fēng)輪葉片廣泛采用輕質(zhì)材料，運(yùn)用近代航空氣體動(dòng)力學(xué)成就，使風(fēng)能利用系數(shù)提高到0.45左右，用微處理機(jī)控制，使風(fēng)力機(jī)保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)展了風(fēng)力機(jī)
7、陣列系統(tǒng)，風(fēng)輪結(jié)構(gòu)形式多樣化。法國人在20年代發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪在淹沒了半個(gè)多世紀(jì)之后，已成為最有希望的風(fēng)力機(jī)型之一。這種結(jié)構(gòu)有多種形式，它具有運(yùn)轉(zhuǎn)速度高、效率高和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但需用輔助裝置起動(dòng)。人們還提出了許多新的設(shè)想，如旋渦集能式風(fēng)力機(jī)，據(jù)估計(jì)這種系統(tǒng)的單機(jī)功率將100～1000倍于常規(guī)風(fēng)力機(jī)。中國利用風(fēng)車的歷史至少不晚于13世紀(jì)中葉，曾建造了各種形式的簡易風(fēng)車碾米磨面、提水灌溉和制鹽。直到20世紀(jì)50年代仍可見到“走馬燈”式風(fēng)車。1.3風(fēng)力機(jī)的特點(diǎn)新一代風(fēng)力機(jī)的特點(diǎn)是：①增強(qiáng)抗風(fēng)暴能力；②風(fēng)輪葉片廣泛采用輕
8、質(zhì)材料,如玻璃纖維復(fù)合材料等；③運(yùn)用近代航空氣體動(dòng)力學(xué)成就使風(fēng)能利用系數(shù)提高到0.45左右；④用微處理機(jī)控制，使風(fēng)力機(jī)保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)；⑤發(fā)展風(fēng)力機(jī)陣列系統(tǒng)；⑥風(fēng)輪結(jié)構(gòu)形式多樣化。1.4風(fēng)力機(jī)的基本原理太陽對大氣層的不均勻照射和地球表面吸熱能力的不同，在大氣層中引起冷熱空氣的強(qiáng)烈對流而形成風(fēng)。風(fēng)的動(dòng)能與風(fēng)速的3次方成正比。用v表
