[实用新型]涡轮机叶片和太阳能烟囱发电系统

说明书

本实用新型公开涡轮机叶片太阳能烟囱发电系统，涡轮机叶片为NACA2408翼型，攻角值为6‑8°，最大曲面2.0％在40.6％的翼弦，直径D为0.12m；最大厚度8.01％在30.1％的翼弦。太阳能烟囱发电系统，包括具有上述太阳能烟囱发电系统叶片的涡轮机、连接支架、涡轮发电机和烟囱入口底座。通过翼型设计和CST翼型优化方法，设计优化适用于太阳能烟囱发电系统的涡轮机叶片，为涡轮机叶片设计提供新思路。

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电技术领域。具体地说是一种涡轮机叶片和太阳能烟囱发电系统。

背景技术

太阳能烟囱发电系统中涡轮机是系统的重要组成部分之一，涡轮机叶片是涡轮机的重要组成部分，涡轮机叶片的空气动力学特性表现不同，涡轮机的效率和经济性不同。涡轮机叶片在集热棚出口处受到具有一定速度的热空气作用，上下表面所受作用力不同产生升力，推动叶轮发生转动。涡轮机叶轮的转动，将集热棚内热空气的动能通过发电机传动装置，转换为电能，完成发电过程。虽然现有技术中对涡轮机叶片进行了一些研究，但是这些涡轮机叶片并不能适用于所有地区，系统性能有待进一步提高。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够大幅提高涡轮机输出功率、适用于呼和浩特地区的涡轮机叶片和太阳能烟囱发电系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：涡轮机叶片，太阳能烟囱进口处的额定风速为3.0-4.0m/s，集热棚出口处的雷诺数范围为 2.7×10⁴；叶片为NACA2408翼型，攻角值为6-8°，最大曲面2.0％在40.6％的翼弦，直径D为0.12m；最大厚度8.01％在30.1％的翼弦。涡轮机叶片设计方法，包括如下步骤：(A)确定太阳能烟囱进口处的额定风速；(B) 涡轮机叶片翼型选型；(C)涡轮机叶片翼型数值模拟优化；(D)确定涡轮机叶片设计基本参数；(E)在Profili软件中得到翼型数据，合成坐标点后得到翼型图；按照各个截面弦长的比例缩放，在CAD中得到翼型截面图，修正后导入到SolidWorks软件中，得到叶片三维图并3D打印出叶片实物。太阳能烟囱发电系统，包括具有上述太阳能烟囱发电系统叶片的涡轮机、连接支架、涡轮发电机和烟囱入口底座。

太阳能烟囱发电系统，包括利用上述的涡轮机叶片、连接支架、涡轮发电机和烟囱入口底座，所述烟囱入口底座由下圆柱筒、中间圆台筒和上圆柱筒组成，所述中间圆台筒的顶端和底端分别与所述上圆柱筒和所述下圆柱筒固定连接，并且所述中间圆台筒顶端的内径和外径均与所述上圆柱筒的内径和外径相等，所述中间圆台筒底端的内径和外径均与所述下圆柱筒的内径和外径相等；所述连接支架由电机安装圆柱筒、连接杆和搭接部组成，所述连接杆的一端与所述电机安装圆柱筒固定连接、另一端与所述搭接部固定连接且所述连接杆上开设有轴线与所述电机安装圆柱筒的轴线平行的通风孔，所述涡轮发电机安装在所述电机安装圆柱筒内，所述搭接部上设置有弧形搭接槽，所述连接支架通过所述弧形搭接槽安装在所述上圆柱筒上，所述涡轮机叶片的轴与所述涡轮发电机的动力输入端驱动连接。

所述下圆柱筒φ135mm、高85mm；所述中间圆台筒高54mm；所述上圆柱筒φ113mm、高50mm。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：本实用新型通过确定太阳能烟囱发电装置涡轮机叶片基本参数，使用Profili软件对涡轮机叶片翼型选型分析计算，选择匹配太阳能烟囱发电系统的最佳翼型。并通过 CST翼型优化法对选择翼型进行进一步进行优化设计和气动特性计算。提高涡轮机叶片的最佳风能利用率，经过性能实验测试，达到设计要求。通过翼型设计和CST翼型优化方法，设计优化适用于太阳能烟囱发电系统的涡轮机叶片，为提高涡轮机叶片风能利用率进行优化设计计算，也为涡轮机叶片设计提供新思路。

附图说明

图1本实用新型太阳能烟囱发电系统涡轮机叶片的NACA2408翼型截面图；