圖8 修正升阻比設(shè)計的葉片弦長分布

圖9 修正升阻比設(shè)計的葉片功率曲線分布

表2 DU系列翼型(設(shè)計點取翼型升阻比最大點)
B. 系列翼型葉片設(shè)計
通常,多翼型設(shè)計的葉片往往不滿足幾何連續(xù)性的要求。由上面的結(jié)論可知,能夠通過調(diào)節(jié)設(shè)計點來滿足幾何連續(xù)性,同時又兼顧最大功率系數(shù)及其平穩(wěn)性。
以DU 系列翼型設(shè)計的ZDS-2500 風(fēng)輪為例,如果取各個翼型的升阻比最大點作為設(shè)計點,設(shè)計參數(shù)如表2 所示。
圖7 為按照最佳升阻比設(shè)計的葉片弦長沿葉輪半徑的分布。從圖中可以看出,弦長分布不服從單調(diào)變化的原則,給葉片制造帶來困難。可以利用單翼型設(shè)計時的結(jié)論,通過改變翼型的設(shè)計點,使弦長符合幾何連續(xù)性原則,同時兼顧功率系數(shù)曲線平穩(wěn)度。因此,在ZDS-2500 風(fēng)電機組葉輪設(shè)計中,翼型設(shè)計點并沒有取升阻比最大的位置,主要修正措施有:為了實現(xiàn)更好的功率系數(shù)和曲線平穩(wěn)度,減小翼型Du97-W-300 的設(shè)計點升力系數(shù)到1.2552,對應(yīng)的攻角為7°,升阻比為121.86,同時為了保證弦長分布的單調(diào)性,適當(dāng)改變翼型Du96-W-180 的升力系數(shù),將其調(diào)整為1.0766,對應(yīng)攻角為7°,升阻比為158.32。修正后的葉片弦長分布如圖8 所示,可以看出,葉片幾何連續(xù)性很好,并且葉片線性度好,適合加工制造。
修正前后的功率系數(shù)曲線如圖9 所示,可見修正后風(fēng)輪功率系數(shù)曲線頂部平緩度更好。

圖10 設(shè)計結(jié)果對比
