[发明专利]一种新型风机叶片及其失速控制方法

说明书

本发明公开了一种新型风机叶片及其失速控制方法，该风机叶片包含：叶片主体，其前端固定连接翼型前缘且两者之间有间距，所述翼型前缘的前缘外表面边缘处开设有加速槽以布置前缘立体射流，所述叶片主体尾端活动连接翼型尾缘。其优点是：该风机叶片将开设有加速槽的翼型前缘、叶片主体和翼型尾缘等相结合，通过加速槽在风机叶片的表面设置前缘立体射流。当风机叶片工作到较大攻角时，可有效地抑制翼型风机叶片的前缘失速情况，从而降低风机叶片表面的流动失速情况。另外，在较大攻角时，翼型尾缘向下摆动，从而增大了风机叶片表面的最大弯度，可有效地延迟风机叶片表面的失速攻角，改善风机叶片表面的流动情况，同时还可以降低风机叶片的失速噪声。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，具体涉及一种新型风机叶片及其失速控制方法。

背景技术

近年来，风能作为一种大规模商业化清洁的可再生能源，已经受到各国的广泛关注，随着我国风电行业快速发展，风力机叶片不断的大型化，高性能的风电叶片已经受到全世界的广泛关注。风电叶片是风力机捕获风能的核心部件，其运行状态直接关系到风能的利用效率。

但是风电叶片在运行过程中常伴随着失速现象的发生。通常失速现象主要分为动态失速和静态失速，当来流风速与叶片弦向方向的夹角超过某个临界值时，升力系数随着夹角的增大而减小，阻力系数瞬间增大，从而造成叶片的静态失速，目前常采用动尾缘的方式来控制叶片的静态失速；风力机叶片运行过程中受周围环境的影响，常处于剪切、偏航、变桨等非定常复杂流场中，从而使叶片产生动态失速现象，当叶片处于动态失速状态下，升力系数、阻力系数以及俯仰力矩系数都会产生迟滞环，迟滞环的产生会对叶片表面的气流流动导致强烈扰动，从而造成叶片的风能利用效率降低，还可能对叶片造成损伤或安全事故。因此需要对风机叶片进行改进，以削弱风机叶片的失速现象，提高风机叶片对风能的利用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型风机叶片及其失速控制方法，将开设有加速槽的翼型前缘、叶片主体和翼型尾缘等相结合，通过加速槽在风机叶片的表面设置前缘立体射流。当风机叶片工作到较大攻角时，风机叶片的前缘立体射流开始工作，以抑制翼型风机叶片的前缘失速情况，从而有效地降低风机叶片表面的流动失速情况。另外，在较大攻角时，翼型尾缘向下摆动，从而增大了风机叶片表面的最大弯度，可有效地延迟风机叶片表面的失速攻角，改善风机叶片表面的流动情况，同时还可以降低风机叶片的失速噪声。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种新型风机叶片，包含：

叶片主体，其前端固定连接翼型前缘且两者之间有间距，所述翼型前缘的前缘外表面边缘处开设有加速槽以布置前缘立体射流，所述叶片主体尾端活动连接翼型尾缘。

可选的，所述加速槽为弧形结构。

可选的，所述加速槽的弧形结构的半径大小范围为风机叶片弦长的0.5％～1％。

可选的，与叶片主体相对的翼型前缘的前缘内表面为弧面；

与所述前缘内表面相对的叶片主体的第一内侧面为弧面。

可选的，所述翼型前缘的前缘内表面的弧面半径大小范围为风机叶片弦长的3％～5％；

和/或，所述翼型前缘的前缘内表面和所述叶片主体的第一内侧面的形状和大小相吻合。

可选的，所述翼型前缘和所述叶片主体之间的间距为1～2mm；

和/或，所述翼型尾缘和叶片主体之间的空隙间距为1～2mm。

可选的，与叶片主体相对的翼型尾缘的尾缘内表面为弧面；

与所述尾缘内表面相对的叶片主体的第二内侧面为弧面。

可选的，所述翼型尾缘的长度范围为风机叶片弦长的3％～5％；